eso0942sv — Pressmeddelande (forskning)

Exoplaneter ny ledtråd till solens saknade litium

11 november 2009

En banbrytande kartläggning av 500 stjärnor, varav 70 har egna planeter, har lyckats koppla samman solens seglivade 'litium-gåta' med förekomsten av planetsystem. Med hjälp av ESO:s framgångsrika spektrograf HARPS har ett team astronomer upptäckt att stjärnor som liknar solen har gjort sig av med sitt litium mycket mer effektivt än "planetfria" stjärnor. Det nya resultatet kastar inte bara ljus på solens brist på litium. Det ger också astronomer ett mycket effektivt sätt att hitta stjärnor som har planetsystem.

- Under nästan tio år har vi försökt att få reda på vad som skiljer stjärnor med planetsystem från sina barnlösa kusiner, säger Garik Israelian, huvudförfattare på en artikel som publiceras denna vecka i tidskriften Nature.

- Vi har nu upptäckt att mängden litium i solliknande stjärnor beror på huruvida de har planeter.

Att solen har en ovanligt låg halt av grundämnet litium, jämfört med andra stjärnor, har man känt till sedan decennier. Astronomer har inte lyckats förklara denna gåta. Den nya upptäckten av en trend i planetbärande stjärnor ger en naturlig förklaring till det seglivade mysteriet.

- Förklaringen till denna 60-åriga gåta är för oss ganska enkel: Solen saknar litium därför att den har planeter, konstaterar Garik Israelian.

Slutsatsen baseras på en analys av 500 stjärnor, varav 70 har kända planeter. De flesta bevakades under flera år med ESO:s spektrograf HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher). Instrumentet, som finns vid ESO:s 3,6 meters teleskop, är världens främsta planetjägare.

- Det här är det hittills bästa tillgängliga urvalet av stjärnor för att förstå vad det är som gör planetbärande stjärnor unika, säger medförfattaren Michel Mayor.

Astronomerna tittade framför allt på stjärnor som liknar solen, vilka utgjorde nästan en tredjedel av urvalet. De upptäckte att majoriteten av stjärnor med planeter har mindre än en procent av litiumhalten i de flesta av de övriga stjärnorna.

- Likt vår sol har dessa stjärnor varit mycket effektiva på att förstöra det litium som de ärvde när de föddes, säger teammedlemmen Nuno Santos.

- Med vårt unika och stora urval av stjärnor kan vi också bevisa att skälet till denna minskning av litium inte beror på någon annan egenskap hos stjärnan, som till exempel dess ålder.

De lättviktiga kärnorna hos litium, beryllium och bor skapas till skillnad från de flesta lätta grundämnen inte i stora mängder i stjärnor. Istället tror forskare att litium, som består av bara tre protoner och tre neutroner, huvudsakligen skapades strax efter big bang för 13,7 miljarder år sedan. De flesta stjärnor borde därför ha samma mängd litium, om inte det har förstörts inuti stjärnan.

Det nya resultatet ger också astronomer ett nytt, kostnadseffektivt sätt att leta efter planetsystem. Genom att mäta mängden litium som finns i stjärnan så kan astronomer bestämma vilka stjärnor som är värda att satsa observationer på för att hitta nya planeter.

Nu när länken mellan planet och underligt låga litiumhalter är klarlagt behöver den fysiska mekanismen bakom undersökas.

- Det finns flera sätt på vilka en planet kan störa materieflödena inuti dess värdstjärna, därmed ändra grundämnesfördelningen, och möjligen se till att litium förstörs. Nu är det upp till teoretikerna att lista ut vilket sätt är det mest sannolika, avslutar Mayor.

Bengt Gustafsson, professor i teoretisk astrofysik vid Uppsala universitet, forkar om stjärnornas innehåll och ursprung.

- Resultaten är mycket intressanta, säger han. Man har länge sökt efter sammanhang mellan förekomsten av planetsystem stjärnor å ena sidan och deras kemiska sammansättning å andra sidan. Hittills har det enda man sett i den vägen varit att ett högt allmänt metallinnehåll tycks gynna uppkomsten av planetsystem. Nu har man börjat se finare detaljer, till exempel som här att stjärnor med planetsystem tycks ha ett lågt litiuminnehåll.

Mer information

Pressmeddelande på engelska, med bild: http://www.eso.org/public/news/eso0942/

Forskningsresultaten publiceras i en artikel i tidskriften Nature den 12 november 2009. (Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets, av G. Israelian m. fl.).

Forskarteamet består av Garik Israelian, Elisa Delgado Mena, Carolina Domínguez Cerdeña, and Rafael Rebolo (Instituto de Astrofisíca de Canarias, La Laguna, Teneriffa, Spanien), Nuno Santos och Sergio Sousa (Centro de Astrofisica, Universidade de Porto, Portugal), Michel Mayor och Stéphane Udry (Genèveobservatoriet, Schweiz) och Sofia Randich (INAF, Osservatorio di Arcetri, Firenze, Italien).

Länkar

Kontakter

Robert Cumming
Kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Tel: 070 49 33 114
E-post: robert@astro.su.se

Garik Israelian
Insitituto de Astrofisica de Canarias
Tenerife, Spain
Tel: +34 922 60 5258
E-post: gil@iac.es

Nuno Santos
Centro de Astrofisica da Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 893
E-post: Nuno.Santos@astro.up.pt

Sergio Sousa
Centro de Astrofisica da Universidade do Porto
Porto, Portugal
E-post: sousasag@astro.up.pt

Michel Mayor
Observatory of Geneva University
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 22 00
E-post: Michel.Mayor@obs.unige.ch

Stéphane Udry
Observatory of Geneva University
Geneva, Switzerland
E-post: Stephane.Udry @obs.unige.ch

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso0942, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso0942sv
Legacy ID:PR 42/09
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Science data:2009Natur.462..189I

Bilder

Burning lithium inside a star (artist's impression)
Burning lithium inside a star (artist's impression)
text på engelska

Se även