Pressemeddelelse

Planet-teorier vendes på hovedet

13. april 2010

Opdagelsen af ni nye exoplaneter, der passerer ind foran deres stjerner, annonceres i dag på United Kingdom National Astronomy Meeting. Ved at kombinere disse nye resultater med tidligere observationer af exoplaneter, der passerer ind foran deres stjerner, har astronomer gjort en overraskende opdagelse. Seks ud af 27 exoplaneter har vist sig at være i kredsløb i den modsatte retning end deres stjernes rotation – det modsatte af, hvad der er tilfældet i vores eget Solsystem. De nye opdagelser udgør en uventet og alvorlig udfordring for de nuværende teorier om planetdannelse. De tyder også på, at planetsystemer med exoplaneter af den type, der er kendt som varme jupiterplaneter, sandsynligvis ikke indeholder jordlignenede planeter.

”Det er virkelig en bombe vi sprænger indenfor området exoplaneter,” siger Amaury Triaud, ph.d.-studerende ved Geneva Observatory, som sammen med Andrew Cameron og Didier Queloz, leder en stor del af observationsarbejdet.

Planeter formodes at blive dannet i en skive af gas og støv, der ligger omkring en ung stjerne. Denne protoplanetariske skive roterer i samme retning som stjernen selv. Indtil nu har man derfor forventet, at planeter, der bliver dannet i skiven, alle kredser i mere eller mindre det samme plan og at de vil bevæge sig i deres baner i samme retning som stjernens rotation. Dette er tilfældet for planeter i Solsystemet.

Efter opdagelsen af de ni nye exoplaneter [1] med Wide Angle Search for Planets (WASP,[2]) brugte holdet af astronomer data fra andre teleskoper for at bekræfte opdagelsen og karakterisere både de nyopdagede exoplaneter og planeter fundet i ældre eftersøgninger. De anvendte HARPS-spektrografen på ESO’s 3,6 meter teleskop på La Silla-observatoriet i Chile sammen med data fra Swiss Euler-teleskopet, der også står på La Silla, samt data fra andre teleskoper [3].

Til deres overraskelse opdagede holdet, da de kombinerede de nye data med ældre observationer, at mere end halvdelen af alle de varme jupiterlignende exoplaneter [4], der var studeret, har baner, som ligger skævt i forhold til rotationsaksen på deres stjerner. I denne udvidede undersøgelse (hvoraf to er nye opdagelser) opdagede de endda, at seks af exoplaneterne har retrograd banebevægelse: de kredser om deres stjerne den ”forkerte” vej.

”De nye resultater udfordrer virkelig den konventionelle viden om, at planeter altid kredser i samme retning som deres stjerner roterer,” siger Andrew Cameron fra University of St Andrews, som præsenterede de nye resultater på UK National Astronomy Meeting i Glasgow i denne uge.

I de 15 år, der er gået, siden de første varme jupiterlignende exoplaneter blev opdaget, har deres oprindelse været en gåde. Disse planeter er ligeså tunge eller tungere end Jupiter, men de kredser meget tæt på deres stjerner. Kernerne i kæmpeplaneter formodes at være dannet af en blanding af sten og is, der kun findes i de kolde, ydre dele af planetsystemer. Varme jupiterlignende exoplaneter må derfor være dannet langt fra deres stjerne og har derefter bevæget sig indad til en bane meget tættere på stjernen. Mange astronomer har antaget, at det var pga. tyngde-vekselvirkninger med den støvskive som planeterne er dannet af. Dette scenario udspiller sig over et par millioner år og resulterer i en bane, der ikke hælder i forhold til stjernens rotationsakse. Det gør det også muligt for jordlignende klippeplaneter at blive dannet på et senere tidspunkt, men desværre kan det ikke forklare de nye observationer.

For at gøre rede for de nye retrograde exoplaneter foreslår en alternativ teori, at den tætte afstand mellem varme jupiterlignende exoplaneter og deres stjerner, overhoveder ikke skyldes vekselvirkning med støvskiven. Der er i stedet tale om en mere langsom udviklingsproces, der involverer en tyngdekrafts-tovtrækning med mere fjerntliggende stjerne- eller planetledsagere over hundreder millioner af år. Efter at disse forstyrrelser har skubbet en kæmpe-exoplanet i en skæv og langstrakt bane, vil den udsættes for tidevandskræfter og miste energi, hver gang den kommer tæt på sin stjerne. Den vil i sidste ende blive parkeret i en næsten cirkelrund bane tæt på stjernen, der dog har en tilfældig hældning i forhold til stjernens rotationsakse. ”En dramatisk bivirkning af denne proces er, at det vil udslette enhver anden mindre jordlignende planet i disse systemer,” siger Didier Queloz fra Geneva Observatory.

To af de nyopdagede retrograde planeter har allerede vist sig at have fjerne og tunge følgesvende, der potentielt kan være årsag til forstyrrelserne. Disse nye resultater vil udløse en intensiv eftersøgning af flere legemer i andre planetsystemer.

Denne forskning er præsenteret på United Kingdom National Astronomy Meeting (NAM), der finder sted i denne uge i Glasgow, Skotland. Ni publikationer, der er indsendt til internationale tidsskrifter, vil blive frigivet ved denne lejlighed, fire af dem omtaler data fra ESO-faciliteter. Ved samme lejlighed blev WASP-konsortiet tildelt prisen 2010 Royal Astronomical Society Group Achievement Award.

Noter

[1] Det nuværende antal af kendte exoplaneter er 454.

[2] De ni nye exoplaneter blev opdaget af Wide Angle Search for Planets (WASP). WASP består af to robotobservatorier, som hver har otte vidvinkelkameraer, der samtidig overvåger himlen kontinuerligt for passagebegivenheder. En passage opstår, når en planet passerer foran sin stjerne, og midlertidigt blokerer for noget af lyset. De otte vidvinkelkameraer gør det muligt samtidigt at overvåge millioner af stjerner for at afsløre disse sjældne passagebegivenheder. WASP-kameraerne drives af et konsortium, der omfatter Queen’s University Belfast, Universiteterne i Keele, Leicester og St Andrews, Open University, Isaac Newton Group på La Palma og Instituto Astrofisica Canarias.

[3] For at bekræfte opdagelsen og karakterisere en ny exoplanet, der passerer ind foran sin stjerne, er det nødvendigt at følge op med radialhastigheds-målinger, for at påvise værtsstjernens rokkebevægelse omkring dens og planetens tyngdepunkt. Dette gøres med et verdensomspændende netværk af teleskoper, der er udstyret med følsomme spektrometre. På den nordlige halvkugle blev arbejdet ledet af Nordic Optical Telescope på De Kanariske Øer og SOPHIE-instrumentet på 1,93 meter teleskopet ved Haute-Provence i Frankrig. På den sydlige halvkugle blev HARPS-exoplanetjægeren på ESO’s 3,6 meter teleskop og CORALIE-spetrometret på Euler Swis telescope, der begge er på La Silla, brugt til at bekræfte de nye planeter og måle vinklen, som hver planets bane hælder i forhold til sin stjernes ækvator. Faulkes robotteleskoperne fra Las Cumbres Observatory, der er placeret på Hawaii og i Australien, lavede lysstyrkemålingerne, som blev brugt til at bestemme størrelsen på planeterne. Opfølgende observationer af WASP-exoplanetkandidater foretages med Swiss Euler Telescope på La Silla, Chile (i samarbejde med kollager på Geneva Observatory), med Nordic Optical Telescope på La Palma og med 1,93 meter teleskopet på Observatoire de Haute-Provence i Frankrig (i samarbejde med kolleger på Institut d'Astrophysique de Paris og Laboratoire d'Astrophysique de Marseille).

Undersøgelser af banens hældningsvinkel af WASP-planeterne blev foretaget med HARPS-instrumentet på ESO’s 3,6 meter teleskop og med CORALIE-instrumentet på Euler Swiss Telescope, begge på La Silla på den sydlige halvkugle, og på Tautenburg Observatory, McDonald Observatorium og Nordic Optical Telescope på den nordlige halvkugle.

[4] Varme jupiterlignende exoplaneter er planter, der kredser om andre stjerner og som har masser, der svarer til eller er større end Jupiters, men de kredser tættere på deres værtsstjerne end nogen af planeterne i vores Solsystem. Da de er både store og tætte er de lettere at opdage som følge af deres tyngdekrafts indflydelse på deres stjerner, og det er også mere sandsynligt, at de passerer ind foran deres stjerne set fra Jorden. De fleste af de første exoplaneter, der blev fundet, er af denne klasse.

Mere information

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys, og VISTA, som er verdens største kortlægningsteleskop. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Exoplanet media kit
• WASP-hjemmeside

Kontakter

Didier Queloz
Geneva Observatory, University of Geneva
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 2477
E-mail: didier.queloz@unige.ch

Andrew Collier Cameron
University of St Andrews
Scotland
Tel: +44 1334 463147
E-mail: Andrew.Cameron@st-and.ac.uk

Henri Boffin
ESO La Silla-Paranal/E-ELT Press Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 43 24
E-mail: hboffin@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1016 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.