Pressemeddelelse

ALMA kaster lys over planetdannende gasstrømme

Afslørende tegn på strømme, der fodrer gasslugende kæmpeplaneter

2. januar 2013

Ved at anvende Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) teleskopet har astronomer for første gang set et vigtigt trin i fødslen af kæmpeplaneter. Enorme strømme af gas flyder hen over en åbning i skiven af materiale omkring en ung stjerne. Det er de første direkte observationer af disse strømme, der menes at blive skabt af gasplaneter, som sluger gas, mens de vokser. Resultatet offentliggøres den 2. januar 2013 i tidsskriftet Nature.

Det internationale forskerhold har studeret den unge stjerne HD 142527, der ligger mere end 450 lysår fra Jorden. Stjernen er omgivet af en skive af gas og kosmisk støv, der er rester af den sky, som stjernen er dannet af. Den støvede skive er opdelt i en indre og ydre del af en åbning, der menes at være skabt af nyligt opståede gas-kæmpeplaneter, der rydder deres baner, mens de kredser om stjernen. Den indre skive strækker sig fra stjernen og ud til hvad der svarer til Saturns bane i Solsystemet, mens den ydre skive starter 14 gange længere ude. Den ydre skive er ikke ensartet hele vejen rundt om stjernen, men har i stedet form som en hestesko. Det skyldes formentlig tyngepåvirkningen fra en af de kredsende kæmpeplaneter.

Ifølge teorien vokser kæmpeplaneterne ved at indfange gas fra den ydre skive i strømme, der danner broer over åbningen i skiven.

”Astronomer har forudsagt, at disse strømme må eksistere, men det er første gang vi har været i stand til at se dem direkte,” siger Simon Casassus (Universidad de Chile, Chile), der har stået i spidsen for den nye undersøgelse. ”Takket være det nye ALMA-teleskop har vi kunnet få direkte observationer til at belyse de gældende teorier om, hvordan planeter dannes!”

Casassus og hans hold har brugt ALMA til at se på gassen og det kosmiske støv omkring stjernen I finere detalje og tættere på stjernen end det hidtil har været muligt med sådanne teleskoper. ALMAs observationer ved submillimeter-bølgelængder er også upåvirkede af lysskæret fra stjernen, der påvirker teleskoper, som observerer i infrarødt eller synligt lys. Åbningen i den støvede skive var allerede kendt, men de nye observationer har afsløret tiloversbleven diffus gas i åbningen og to tættere strømme af gas, der flyder fra den ydre skive hen over åbningen til den indre skive.

”Vi mener, der er en kæmpeplanet, som skaber, og er skjult indeni hver af disse strømme. Planeterne vokser ved at indfange noget af gassen fra den ydre skive, men sviner meget mens de spiser: resten af gassen farer forbi og flyder ind i den indre skive omkring stjernen,” siger Sebastián Pérez, et medlem af holdet, der også er ved Universidad de Chile.

Observationerne besvarer også et andet spørgsmål om skiven omkring HD 142527. Da den centrale stjerne stadig er ved at blive dannet ved at indfange materiale fra den indre skive, burde den indre skive allerede være udtømt, hvis ikke den på en eller anden måde var blevet tanket op. Holdet har fundet ud af, at mængden af overskydende gas, der strømmer ind i den indre skive lige netop er nok til at holde den indre skive forsynet, så den kan fodre den voksende stjerne.

Det er også første gang, der er blevet registreret diffus gas i åbningen. ”Astronomer har ledt efter denne gas i lang tid, men indtil videre har vi kun set indirekte spor efter den. Nu, med ALMA, kan vi se den direkte,” forklarer Gerrit van der Plas, et andet holdmedlem ved Universidad de Chile.

Denne overskydende gas er et yderligere tegn på, at strømmene er forårsaget af kæmpeplaneter snarere end endnu større objekter såsom en ledsagerstjerne. ”En anden stjerne ville have ryddet åbningen endnu mere og ikke have levnet nogen overskydende gas. Ved at undersøge mængden af gas, der er til overs, kan vi muligvis finde ud af, hvor tunge objekterne er, der rydder åbningen,” tilføjer Pérez.

Hvad med planeterne selv? Casassus forklarer, at han ikke er overrasket, selvom holdet ikke har registreret dem direkte. ”Vi har søgt efter planeterne med de allerbedste infrarøde instrumenter på andre teleskoper. Men vi formoder, at disse planter, der stadig er ved at blive dannet, fortsat er dybt indhyllede i gasstrømmene, som er næsten umulige at se igennem.”

Ikke desto mindre sigter astronomerne mod at finde ud af mere om de formodede planeter ved at studere gasstrømmene og den diffuse gas. ALMA-teleskopet er stadig under opbygning og har endnu ikke nået sin fulde ydeevne. Når det er færdigbygget vil det have et endnu skarpere syn og nye observationer af strømmene kan måske gøre det muligt for forskerholdet at bestemme planeternes egenskaber, herunder hvor tunge de er.

Mere information

Disse resultater præsenteres I artiklen, “Flows of gas through a protoplanetary gap”, der udkommer I tidsskriftet Nature den 2. januar 2013.

Holdet består af S. Casassus (Universidad de Chile, Chile; Millennium Nucleus for Protoplanetary Disks — Økonomiministeriet, Chiles Regering), G. van der Plas (Universidad de Chile, Chile), S. Pérez M. (Universidad de Chile, Chile), W. R. F. Dent (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile), E. Fomalont (NRAO, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Schweiz), A. Hales (Joint ALMA Observatory, Chile; NRAO, USA), A. Jordán (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), D. Mawet (ESO, Chile), F. Ménard (CNRS / INSU, Frankrig; Universidad de Chile, Chile; CNRS / UJF Grenoble, Frankrig), A. Wootten (NRAO, USA), D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), A. M. Hughes (U. C. Berkeley, USA), M. R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Chile), J. H. Girard (ESO, Chile), B. Ercolano (Ludwig-Maximillians-Universität, Tyskland), H. Canovas (Universidad Valparaiso, Chile), P. E. Román (University of Chile, Chile), V, Salinas (Universidad de Chile, Chile).

ALMA, en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. I Europa er ALMA finansieret af det Europæiske Syd Observatorium (ESO), i Nordamerika af U.S. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og i Østasien af National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen og driften af ALMA ledes i Europa af ESO, i Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der administreres af Associated Universities, Inc. (AUI), og i Østasien af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den samlede ledelse og overordnede styring af konstruktionen, ibrugtagningen og driften af ALMA.

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. 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 samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen 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 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel
• Mere om ALMA hos ESO
• Joint ALMA Observatory

Kontakter

Simon Casassus
Universidad de Chile
Santiago, Chile
Tel: +56 2 9771137
E-mail: scasassus@u.uchile.cl

Douglas Pierce-Price
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
Tel: +1 434 244 6816
E-mail: jstoke@nrao.edu

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 eso1301 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.