Pressemeddelelse

Første tydelige observation af en måne under dannelse ved en exoplanet

22. juli 2021

Helt udenfor tvivl har en gruppe astronomer for første gang fundet en skive af stof og gas hvor der er en ny måne under dannelse omkring en exoplanet. Det kan lære os mere om dannelsen af måner og planeter i unge stjernesystemer. Opdagelsen er gjort med Atacama Large Millimetre/submillimeter Array (ALMA), som European Southern Observatory (ESO) er partner i.

"Vores opdagelse er en tydelig registrering af en skive, hvori der kan dannes naturlige satellitter," siger Myriam Benisty, som forsker ved universitetet i Grenoble i Frankring og ved Chiles universitet, og så leder det forskningsprojekt, som offentliggøres idag i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters. "Vore observationer med ALMA har en så fremragende opløsning, at vi klart har kunnet se, at skiven er forbundet med planeten, og vi kan for første gang også sætte grænser på skivens udbredelse," tilføjer hun.

Den skive, der er tale om her; en såkaldt circumplanetarisk skive, omgiver exoplaneten PDS 70c, som er en af to enorme jupiterlignende planeter, som kredser om en stjerne næsten 400 lysår væk. Tidligere har astronomerne fundet antydninger af, at der kunne dannes måner i denne skive, men det har hidtil ikke være muligt klart at adskille skiven fra dens omgivelser, så opdagelsen har først nu kunnet bekræftes.

Ud over selve opdagelsen med ALMA har Benisty og hendes forskerhold fundet ud af, at skiven har nogenlunde samme diameter som afstande fra Solen til Jorden, og den indeholder stof nok til at danne op til tre måner på størrelse med vores egen Månen.

Ikke blot er disse resultater en nøgle til at udforske hvordan måner dannes. "De nye observationer her er også yderst vigtige for at kunne eftervise teorier om planetdannelse, som vi hidtil ikke har kunnet afprøve," siger Jaehan Bae, som forsker ved Earth and Planets Laboratory ved Carnegie Institution for Science, USA, og som er medforfatter til artiklen.

Planeterne dannes i støvfyldte skiver omkring unge stjerner. De danner ringformede områder hvor stoffet er samlet sammen fra skiven, og det er det stof, som planeterne gror fra. Undervejs i den proces kan en planet skaffe sig sin egen circumplanetariske skive, som bidrager til planetens vækst ved at regulere hvor meget stof, der falder ind på den. Samtidig kan gas og støv i den skive samles ved kollisioner til efterhånden større og større klumper, og det kan føre til dannelsen af måner om exoplaneten.

Astronomerne forstår dog ikke helt detaljerne i disse processer."For at sige det kort, så er det stadig uklart hvornår, hvor og hvordan planeter og måner dannes," forklarer ESO Research Fellow Stefano Facchini, som også er med i forskergruppen.

"Der er fundet mere end 4000 exoplaneter indtil nu, men de er alle opdaget i ældre planetsystemer. PDS 70b og PDS 70c, som tilsammen danner et system, som ligner Jupiter og Saturn i vores eget Solsystem, er de eneste to exoplaneter, som vi indtil nu har fundet, og som stadig er i færd med at blive dannet," forklarer Miriam Keppler, som forsker ved Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland, og som er medforfatter ved artiklen [1].

"Derfor tilbyder det her system os en enestående mulighed for at observere og studere de processer, som styrer dannelsen af planeter og deres måner," tilføjer Facchini.

PDS 70b og PDS 70c, som er de to kendte planeter i systemet, blev opdaget med ESOs Very Large Telescope (VLT) henholdsvis i 2018 og 2019, og de er observeret mange gange siden med andre teleskoper og instrumenter, fordi de er så specielle[2].

Med de seneste højopløsningsobservationer med ALMA har astronomerne nu fået dybere indsigt i systemet. Ud over at bekræfte opdagelsen af en circumplanetarisk skive omkring PDS 70c, og bestemmelse af dens størrelse og masse, har forskerne fundet ud af, at PDS 70b ikke så tydeligt viser tegn på en skive, og det tyder igen på, at den helt fra sin fødsel er blevet snydt for at kunne indfange støv, fordi den befinder sig så tæt ved PDS 70c.

Med ESOs kommende Extremely Large Telescope (ELT), som for tiden er under opførelse på Cerro Armazones i Chiles Atacamaørken, får vi en endnu dybere forståelse af planetsystemet. "ELT får en nøglerolle i dette forskningsarbejde, fordi teleskopets meget højere opløsningsevne vil gøre det muligt at kortlægge systemet i stor detalje," fortæller medforfatter Richard Teague, som forsker ved Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA. Forskerholdet vil, med brug af ELTs Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS), kunne studere bevægelserne i de gasser, som omgiver PDS 70c for at få et fuldt rumligt billede af systemet.

Noter

[1] Selvom der er ligheder med Jupiter-Saturnparret, så hav i tankerne, at skiven omkring PDS 70c er omkring 500 gange større end Saturns ringsystem.

[2] PDS 70b blev opdaget med instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), og PDS 70c blev fundet med VLTs Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). Toplanetsystemet er studeret med instrumentet X-shooter, som også er installeret på ESOs VLT.

Mere information

Forskningsresultaterne her er publiceret i en artikel med titlen “A Circumplanetary Disk Around PDS 70c” i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters.

Forskerholdet består af Myriam Benisty (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile and Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, Frankrig [UGA]), Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington DC, USA), Stefano Facchini (European Southern Observatory, Garching bei München, Tyskland), Miriam Keppler (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [MPIA]), Richard Teague (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA [CfA]), Andrea Isella (Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, TX, USA), Nicolas T. Kurtovic (MPIA), Laura M. Perez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile [UCHILE]), Anibal Sierra (UCHILE), Sean M. Andrews (CfA), John Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago de Chile, Chile), Ian Czekala (Department of Astronomy and Astrophysics, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Astrostatistics, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA and Institute for Computational & Data Sciences, Pennsylvania State University, PA, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene), Thomas Henning (MPIA), Francois Menard (UGA), Paola Pinilla (MPIA and Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, UK) og Alice Zurlo (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile og Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. 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. På Paranalobservatoriet kommer ESO også til at være vært for Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme gammastråleobservatorium. ESO er en af de største partnere i de to anlæg på Chajnantorhøjsletten,  APEX og ALMA, som er Verdens største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

Links

• Forskningsartiklen
• Fotos af ALMA
• For journalister: her kan du abonnere på vore pressemeddelelser i dit eget sprog, når de udsendes under embargo
• For forskere: har du en god historie, så kontakt os

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Stelllar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 8654 2121
Mobil: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Myriam Benisty
Universidad de Chile and Université Grenoble Alpes
Santiago de Chile, Chile
Email: myriam.benisty@univ-grenoble-alpes.fr

Jaehan Bae
Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
Email: jbae@carnegiescience.edu

Stefano Facchini
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Email: stefano.facchini@eso.org

Miriam Keppler
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Email: keppler@mpia.de

Richard Teague
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
Cambridge, MA, USA
Email: richard.d.teague@cfa.harvard.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2111 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.