Pressemeddelelse

Den første måling af tilbagekastet synligt lys af en exoplanet

Nye teknikker lover godt for fremtiden

22. april 2015

Lyset fra en exoplanets overlade er for første gang observeret med planetjægeren HARPS, som astronomerne bruger på ESOs La Silla Observatorium i Chile. Det er et reflekteret spektrum i synligt lys af det lys, som rammer planeter fra dens sol. Vi kan finde nye informationer om et berømt og gammelkendt objekt - det drejer sig nemlig om den allerførste exoplanet, som blev opdaget: 51 Pegasi b. Resultaterne er meget lovende for fremtidens brug af denne teknik, særligt når vi får rådighed over det nye ESPRESSO-instrument på VLT og det fremtidige kæmpeteleskop E-ELT.

Exoplaneten 51 Pegasi b [1] befinder sig omkring 50 lysår fra Jorden, i stjernebilledet Pegasus. Planeten blev opdaget i 1995, og den vil altid blive husket som den første exoplanet, som kredser om en almindelig stjerne som Solen [2]. Den er også skoleeksemplet på det, som i exoplanetsproget kaldes en hot Jupiter — en type planeter, som er relativt almindelige. De har størrelser og masser nogenlunde som planeten Jupiter, men de kredser megt tættere på deres moderstjerner.

Siden denne første opdagelse er der fundet mere end 1900 exoplaneter i 1200 planetsystemer, men i tyveåret for dens opdagelse trækker 51 Pegasi b igen overskrifter, fordi den har en rolle i den videre udvikling i exoplanetstudier.

Forskerholdet bag den nye opdagelser ledes af Jorge Martins fra Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) og Universidade do Porto, Portugal. Han er for øjeblikket PhD studerende hos ESO i Chile. Holdet brugte HARPS instrumentet på ESOs 3.6-meter teleskop på La Silla Observatoriet i Chile.

Indtil nu har den mest anvendte metode til at undersøge atmosfæren omkring en exoplanet været at kigge på moderstjernens spektrum imens lysen fra stjernen passerer igennem planetatmosfæren. Det sker imens planeten passerer foran stjernen, set fra os - en transit. Teknikken kaldes transmissionsspektroskopi. En alternativ metode er at observere systemet når stjernen passerer foran planeten. Det kan først og fremmest give oplysninger om exoplanetens temperatur.

Den nye teknik er ikke afhængig af, at planeten lige netop skal være foran eller bag stjernen. Derfor kan man på den måde studere mange flere exoplaneter. Planetens spektrum kan direkte observeres i synligt lys, og det betyder, at man kan undersøge ting ved planeterne, som de andre teknikker ikke kan give svar på.

Moderstjernens spektrum bruges som standard, og så søger man efter lys af samme karakter i nærheden af moderstjernen. Hvis man finder det, må det være kastet tilbage fra en planets overflade eller atmosfære. Teknikken er ekstremt vanskelig i praksis, for lyset fra planeter er tusinder af gange svagere end det direkt og blændende lys fra moderstjernerne.

Der er også andre ting, som kan drukne signalet fra selve planeten. Det kan være refleksioner eller elektronisk støj[3]. I lyset af alle de mulige vanskeligheder, er det meget vigtigt, at vi nu ved, at teknikken virker, ihvertfald når vi bruger HARPS og 51 Pegasi b som udgangspunkt.

Jorge Martins forklarer: "Denne måde at måle på, er af stor videnskabelig betydning. Vi kan måle planetens masse og banehældning, og det er nødvendigt for fuldt ud at forstå planetsystemet. Vi kan også måle planetens albedo, eller reflektionsevne. Dermed får vi oplysninger om planetens overflade og atmosfære".

51 Pegasi b har en masse, som er omkring halvt så stor som Jupiters, og dens bane hælder cirka 9 grader i forhold til retningen til Jorden[4]. Det ser også ud til, at planeten er større i diameter end Jupiter, og at den reflekterer meget lys. Det er typiske værdier for en "hot Jupiter", som ligger meget tæt på moderstjernen, og derfor modtager meget stjernelys.

HARPS er et vigtigt led i dette arbejde. Det, at man har kunnet bruge ESOs 3.6-meter teleskop, på trods af de begrænsninger, som dette teleskop har, lover godt for astronomernes arbejde. Der er allerede projekter på vej, som vil have langt bedre muligheder. For eksempel ESOs Very Large Telescope og det fremtidige European Extremely Large Telescope [5].

"Nu venter vi ivrigt på at få første lys igennem den nye ESPRESSO-spektrograf på VLT, så vi kan få kigget nærmere på dette og andre planetsystemer," slutter Nuno Santos fra IA og Universidade de Porto, som er medforfatter på den nye artikel.[6]

Noter

[1] Både 51 Pegasi b og moderstjernen 51 Pegasi er med i den konkurrence, som den Internationale Astronomiske Union IAU har i gang. Alle kan være med til af foreslå rigtige navne i konkurrencen, som hedder NameExoWorlds.

[2] Der er tidligere end denne opdagelse fundet to planeter i kredsløb omkring pulsarer

[3] Det svarer til at at opdage og måle på lyset fra en natsværmer, som svirrer omkring en billygte flere kilometer væk.

[4] Det betyder, at planetbanen er meget tæt på at ligge nøjagtigt i samme plan, som vi ser systemet fra Jorden, men det er ikke tæt nok til, at vi kan se transitter.

[5] ESPRESSO på VLT, og senere meget større teleskoper, som E-ELT vil gøre det muligt at forøge nøjagtigheden og lysfølsomheden betragteligt. Dermed kan man finde mindre exoplaneter, og man kan se flere detaljer også for større planeter som 51 Pegasi b.

[6] Titlen på denne pressemeddelese er ændret for at gøre det helt klart, at den handler om det første tilfælde, hvor tilbagekastet synligt lys fra en exoplanet er observeret ved hjælp af spektroskopi. Det er ikke en måling af en exoplanets albedo som funktion af bølgelængden.

Mere information

Titlen på forskningsartiklen er “Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b”, af J. Martins et al. Den offentliggøres i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics 22. april 2015.

Forskerholdet består af J. H. C. Martins (IA and Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile), N. C. Santos (IA and Universidade do Porto), P. Figueira (IA and Universidade do Porto), J. P. Faria (IA and Universidade do Porto), M. Montalto (IA and Universidade do Porto), I. Boisse (Aix Marseille Université, Marseille, Frankrig), D. Ehrenreich (Observatoire de Genève, Geneva, Schweiz), C. Lovis (Observatoire de Genève), M. Mayor (Observatoire de Genève), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), F. Pepe (Observatoire de Genève), S. G. Sousa (IA and Universidade do Porto), S. Udry (Observatoire de Genève) and D. Cunha (IA and Universidade do Porto).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. 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 en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen
• Billeder fra La Silla

Kontakter

Jorge Martins
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +56 2 2463 3087
E-mail: Jorge.Martins@iastro.pt

Nuno Santos
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 893
E-mail: Nuno.Santos@iastro.pt

Stéphane Udry
Observatoire de l’Université de Genève
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 24 67
E-mail: stephane.udry@unige.ch

Isabelle Boisse
Aix Marseille Université
Marseille, France
E-mail: Isabelle.Boisse@lam.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching, 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 eso1517 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.