Pressemeddelelse

Vild og voldsom planetdannelse fundet af ALMA

30. juli 2014

Astronomer, som arbejder med ALMA - det store radioteleskopanlæg i det nordlige Chile - har fundet to helt usædvanlige skiver af gasarter omkring to unge stjerner i dobbeltstjernesystemet HK Tauri i stjernebilledet Tyren. Skiver omkring unge stjerner bliver med tiden til planeter, og disse to vender helt forskelligt i forhold til hinanden. De nye observationer med ALMA har givet os de klareste billeder nogensinde af protoplanetariske skiver omkring en dobbeltstjerne. De nye resultater hjælper også med til at forklare hvorfor så mange af exoplaneterne - i modsætning til planeterne i vores eget solsystem - har så mærkelige aflange eller hældende baner. De nye opdagelser bliver offentliggjort i tidsskriftet Nature 31. juli 2014.

Til forskel fra vores sol, som er "single", er de fleste andre stjerner dobbelte eller mere - de kredser omkring hinanden. Dobbeltstjerner er meget almindelige, men det er stadig et spørgsmål hvordan og hvor der kan dannes planeter i sådan et blandet selskab.

"ALMA" har nu givet os det indtil nu bedste kig på en dobbeltstjerne, hvor der er skiver med planetdannelse - og vi kan se, at skiverne står skævt i forhold til hinanden!", sagde Eric Jensen, som er astronom ved Swarthmore College i Pennsylvania, USA.

De to stjerner i HK Tauri-systemet, som befinder sig 450 lysår fra Jorden, i stjernebilledet Tyren (Taurus), er mindre end fem millioner år gamle, og afstanden imellem dem er omkring 58 milliarder kilometer, eller 13 gange afstanden imellem planeten Neptun og Solen.

Den svageste af stjernerne, HK Tauri B er omgivet af en protoplanetskive, som vi ser fra kanten, og som derfor blokerer for stjernens lys for os. Stjernens kraftige skær dæmpes ned af skiven, og derfor kan astronomerne let se skiven i synligt lys eller i nær-infrarødområdet.

Ledsagerstjernen HK Tauri A har også en skive, men i dens tilfælde bliver stjernelyset ikke blokeret. Den blænder, og derfor kan dens skive ikke ses i synligt lys. Men skiven lyser klart i lys med millimeterbølgelængde, og det kan ALMA sagtens opfange.

Ved hjælp af ALMA kunne astronomerne ikke kun se skiven omkring stjernen HK Tauri A; de kunne også måle dens rotation for første gang. Med det klaret kan det beregnes, at de to skiver hælder mindst 60 grader i forhold til hinanden. Så mindst en af skiverne må stå betydeligt på skrå i forhold til de to stjerners omløbsplan.

"Denne klare forskel i retninger har givet os et bemærkelsesværdigt indblik i forholdene i et ungt dobbeltstjernesystem", sagde Rachel Akeson fra NASAs Exoplanet Science Institute ved California Institute of Technology, USA. "Selvom tidligere observationer har antydet, at denne type forskel i hældninger kunne eksistere, viser de nye ALMAobservationer af HK Tauri meget klarere, hvad der faktisk foregår i et af disse systemer".

Stjerner og planeter dannes i enorme skyer af støv og gasarter. Når stoffet i disse skyer trækker sig sammen på grund af tyngdekraften, begynder det hele at rotere, indtil det meste støv og gas har samlet sig i en fladtrykt protoplanetarisk skive, som som kredser om en voksende protostjerne i midten.

Men i et dobbeltsystem som HK Tauri er tingene meget mere komplicerede. Når stjernernes omløbsbaner og skivernes plan ikke er sammenfaldende, vil de planeter, som måtte blive dannet, få meget aflange og skrå baner.[1]

"Vore resultater viser, at de nødvendige forhold til at ændre planetbaner er til stede, og at disse forhold allerede er aktive under selve planetdannelsen. Det ligger tilsyneladende i selve dannelsen af dobbeltstjernesystemet", bemærkede Jensen. "Vi kan ikke udelukke  andre teorier, men vi kan helt sikkert regne med, at en ledsagestjerne kan være årsagen" (til at planeter får aflange og skrå baner. o.a.).

ALMA kan se det støv og den gas, som ellers er usynligt, og dermed har vi fået et kig for første gang på dette unge dobbeltstjernesystem. "Vi ser det her i de meget tidlige stadier af dannelsen, hvor protoplanetskiverne stadig er til stede, så derfor kan vi bedre se, hvordan tingene vender", forklarede Akeson.

Forskerne vil nu se nærmere på, om denne type stjernesystem er typisk eller usædvanlig. De siger, at det her er et helt specielt heldigt tilfælde, men at det er nødvendigt at søge videre for at afgøre, om sådan et arrangement stjernerne imellem er almindeligt i vores galakse, Mælkevejen.

Jensen slutter: "Selvom det er et stort skridt fremad, at vi kan forstå denne mekanisme, kan det ikke forklare alle de mærkelige baner, som vi har set ved planeter i de andre solsystemer - dobbeltstjerner er ikke almindelige nok til at dette skulle være hele svaret. Så der er stadig et interesseant puslespil, som vi skal have til at gå op".

Noter

[1] Hvis de to stjerner og deres skiver ikke alle roterer i samme plan, vil tyngdekraften fra een stjerne forstyrre den anden skive, så den kommer til at vride sig eller præcessere - og omvendt. En planet under dannelse i en af disse skiver vil også blive forstyrret, så dens bane bliver vippet og aflang.

Mere information

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, hvor Europa, Nordamerika og Østasien samarbejder med Chile. ALMAs europæiske del finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), I Nordamerika er det USAs National Science Foundation i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og i Østasien er det National Institutes of Natural Sciences, Japan og Academia Sinica, Taiwan, som betaler. Opbygningen og driften af ALMA varetages i Europa af ESO, i USA af National Radio Astronomy Observatory og i Østasien af National Astronomical Observatory of Japan. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 15 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er Europas partner i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden planlægges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop, som bliver "verdens største himmeløje".

Dette forskningsarbejde er offentliggjort i en artikel med titlen “Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary Star System” af Eric Jensen og Rachel Akeson. Artiklen offentliggøres 31. juli 2014 i tidsskriftet Nature.

Forskerholdet består af Eric L. N. Jensen (Dept. of Physicx & Astronomy, Swarthmore College, USA) og Rachel Akeson (NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech, Pasadena, USA).

Links

• Artiklen
• NRAO pressemeddelelse om HK Tauri resultaterne
• Billede af HK Tauri fra NASA/ESA Hubble Rumteleskopet
• Mere om ALMA
• Fotos af ALMA
• Videos om ALMA
• ALMA brochuren
• Filmen ALMA - In Search of our Cosmic Origins
• ALMA fotobogen In search of our Cosmic Origins
• Flere pressemeddelelser om ALMA

Kontakter

Eric L. N. Jensen
Lead Scientist, Swarthmore College
Philadelphia, USA
Tel: +1 610-328-8249
E-mail: ejensen1@swarthmore.edu

Rachel Akeson
NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech
Pasadena, USA
Tel: +1 626-395-1812
E-mail: rla@ipac.caltech.edu

Charles E. Blue
Public Information Officer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Tel: + 1 434 296 0314
Mobil: +1 202 236 6324
E-mail: cblue@nrao.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +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

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1423 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.