Pressemeddelelse

Planetdannelse i aktion?

Astronomer har måske fundet det første objekt, som er i gang med at rydde sin bane i den skive, der omkranser en ung stjerne.

24. februar 2011

Ved hjælp af ESO’s Very Large Telescope har et internationalt hold af astronomer studeret den kortlivede skive af materiale omkring en ung stjerne, der lige er begyndt at danne et planetsystem. For første gang er en mindre ledsager registreret, som måske er årsagen til en stor åbning i skiven. Fremtidige observationer vil afgøre, om denne ledsager er en planet eller en brun dværg.

Planeter bliver dannet af skiver af materiale omkring unge stjerner, men overgangen fra støvskive til planetsystem er hurtig, og få objekter bliver fanget i denne fase [1]. Et af disse objekter er T Chamaeleontis (T Cha), der er en svag stjerne i det lille sydlige stjernebillede Chamaeleon (Kamæleonen). Den minder om Solen, men er meget yngre [2]. T Cha ligger omkring 330 lysår fra Jorden og er kun cirka syv millioner år gammel. Indtil nu er der ikke fundet nogen planeter under dannelse i unge skiver, mens planeter tidligere er blevet set i mere modne skiver (læs mere i artiklerne ”Beta Pictoris planet finally imaged?” og “Hubble directly observes planet orbiting Fomalhaut”).

”Tidligere undersøgelser har vist, at T Cha er et glimrende mål for at studere, hvordan planetsystemer dannes,” siger Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Tyskland), som er hovedforfatter på den ene af to artikler i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics, som beskriver de nye resultater. ”Men denne stjerne er ret langt væk, og den fulde styrke af Very Large Telescope Interferometer (VLTI) har været nødvendig for at opløse meget fine detaljer og se, hvad der foregår i støvskiven.”

Astronomerne observerede først T Cha ved hjælp af AMBER-instrumentet og VLT Interferometer (VLTI) [3]. De opdagede, at noget af skivens materiale danner en smal, støvet ring kun cirka 20 millioner kilometer fra stjernen. På den anden side af denne indre skive fandt forskerne et område uden støv. Denne ydre del af skiven starter cirka 1,1 milliarder kilometer fra stjernen og strækker sig udad.

Nuria Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Spanien), som er hovedforfatter på den anden artikel om emnet, tager tråden op: “For os var åbningen i støvskiven omkring T Cha et afgørende spor, og vi spurgte os selv: Kan vi være vidner til en ledsager, som graver en åbning ind i den protoplanetariske skive?”

Det er imidlertid en kæmpe udfordring at finde en lyssvag ledsager så tæt på en klar stjerne. Forskerholdet var derfor nødt til at bruge VLT-instrumentet NACO på en ny og effektiv måde, som kaldes ’sparse aperture masking’, for at nå sit mål [4]. Efter en omhyggelig analyse fandt de en tydelig signatur af et objekt i støvskivens åbning, cirka en milliard kilometer fra stjernen – lidt længere væk fra sin stjerne end Jupiter er fra Solen og tæt på den ydre kant af åbningen. Det er den første registrering af et objekt, der er meget mindre end en stjerne, i en åbning i en planetdannende støvskive omkring en ung stjerne. Observationerne tyder på, at ledsagerobjektet ikke kan være en almindelig stjerne [5], men det kan være enten en brun dværg [6], der er omgivet af støv, eller, hvad der er mere interessant, en nyligt dannet planet.

Huélamo siger afslutningsvis: ”Dette er en bemærkelsesværdig fælles undersøgelse, der kombinerer to forskellige avancerede instrumenter på ESO’s Paranal-observatorium. Fremtidige observationer vil give os mulighed for at lære mere om både ledsageren og skiven samt at forstå, hvad der driver den indre støvskive.”

Noter

[1] Unge skiver kan ses, fordi de afgiver mindre stråling ved midtinfrarøde bølgelængder. Bortrydning af støv tæt på stjernen og dannelsen af åbninger og huller kan forklare den manglende stråling. Nyligt dannede planeter kan have skabt disse åbninger, selv om der også er andre muligheder.

[2] T Cha er en T Tauri-stjerne, en meget ung stjerne, som stadig er i gang med at trække sig sammen på vej mod hovedserien.

[3] Astronomerne gjorde brug af AMBER-instrumentet (Astronomical Multi-BEam combineR) og VLT Interferometer (VLTI) til at kombinere lyset fra alle fire 8,2-meter VLT-enhedsteleskoper og dermed skabe et ”virtuelt teleskop” med en størrelse på 130 meter.

[4] NACO (eller NAOS-CONICA i sin helhed) er et instrument med adaptiv optik, der er monteret på ESO’s Very Large Telescope. Takket være adaptiv optik kan astronomerne fjerne størstedelen af atmosfærens slørende effekt og opnå meget skarpe billeder. Forskerholdet brugte NACO på en ny måde, som kaldes ’sparse aperture masking’ (SAM) til at lede efter ledsageren. Det er en form for interferometri, som bruger forskellige dele af spejlet på det enkelte teleskop (i dette tilfælde er det spejlet på VLT Unit Telescope 4) frem for at kombinere lyset fra flere teleskoper, sådan som VLTI gør. Denne nye teknik er særlig god til at finde lyssvage objekter, der befinder sig tæt på klare objekter. VLTI/AMBER er bedre egnet til at undersøge strukturen af de indre skiver og er mindre følsomt over for tilstedeværelsen af en fjerntliggende ledsager.

[5] Astronomerne ledte efter ledsageren ved at bruge NACO i to forskellige spektralbånd – ved omkring 2,2 mikrometer og 3,8 mikrometer. Ledsageren er kun synlig ved den længere bølgelængde, hvilket betyder, at objektet enten er koldt som en planet, eller er en støvindhyllet brun dværg.

[6] Brune dværge er objekter, som i størrelse ligger mellem planeter og stjerner. De er ikke tunge nok til at brint kan smelte sammen ved kernefusion i deres centrale dele, men er større end kæmpeplaneter som Jupiter.

Mere information

Denne forskning er præsenteret i to videnskabelige artikler: Olofsson et al. 2011, ”Warm dust resolved in the cold disk around T Cha with VLTI/AMBER” og Huélamo et al. 2011: ”A companion candidate in the gap of T Cha transitional disk”. Begge artikler vil blive publiceret i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Forskerholdet består af J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Heidelberg, Tyskland), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG), Frankrig), C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago, Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre, Madrid, Spanien), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Holland), S. Lacour (Observatoire de Paris, Frankrig), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology, USA), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), G. A. Blake (California Institute of Technology, USA), N. Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Spanien), P. Tuthill (University of Sydney, Australien), M. Ireland (University of Sydney, Australien), A. Kraus (University of Hawaii, USA) and G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble, Frankrig).

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. 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

• De videnskabelige artikler (Olofsson, J. et. al., Huélamo, N. et. al.)
• Billeder af VLT

Kontakter

Dr. Nuria Huélamo
Center of Astrobiology (INTA-CSIC)
Madrid, Spain
Tel: +34 91 813 1234
E-mail: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Dr. Johan Olofsson
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 353
E-mail: olofsson@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@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