Lehdistötiedote

Törmäilevät komeetat selittävät yllättävän jäämöykyn nuoren tähden ympärillä

ALMA paljasti arvoituksellisen jäämöykyn Beta Pictorista kiertävässä pölykiekossa

6. maaliskuuta 2014

ALMA-teleskooppia (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) käyttäneet tähtitieteilijät julkaisivat tänään havainnon odottamattomasta hiilimonoksidikaasumöykystä nuorta tähteä, Beta Pictorista kiertävässä tomuisassa kiekossa. Tämä on yllätys, sillä tähden valon oletetaan tuhoavan tällaisen kaasun nopeasti. Jokin — mahdollisesti komeettojen kaltaisten pienten, jäisten kappaleiden väliset säännölliset törmäykset — saa kaasun jatkuvasti täydentymään. Uudet tulokset julkaistaan tänään tiedejulkaisussa Science.

Beta Pictorista, läheistä, helposti paljaallakin silmällä näkyvää tähteä eteläisellä taivaalla, kutsutaan jo nuoren planeettajärjestelmän arkkityypiksi. Sillä tiedetään olevan planeetan, joka kiertää noin 1.2 miljardin kilometrin etäisyydellä tähteä, ja se oli yksi ensimmäisiä tähtiä, jonka ympäriltä löydettiin suuri tomupirstaleiden muodostama kiekko [1].

ALMA:n uudet havainnot osoittavat nyt, että kiekko on hiilimonoksidikaasun kyllästämä. Ristiriitaista kyllä, Maan ihmisille kovin haitallisen hiilimonoksidin läsnäolo saattaa viitata siihen, että Beta Pictoriksen planeettajärjestelmästä saattaa ennen pitkää tulla hyvä elinympäristö elämälle. Sen planeettojen par'aikaa kokema komeettapommitus tarjoaa niille todennäköisesti elämää ylläpitävää vettä [2].

Hiilimonoksidi hajoaa kuitenkin helposti ja nopeasti tähden valossa. Se voi kestää vain noin 100 vuotta siitä kun se on havaittu Beta Pictoriksen kiekossa. Sen havaitseminen 20 miljoonaa vuotta vanhassa Beta Pictoriksen kiekossa on täydellinen yllätys. Mistä se siis tuli ja miksi se on yhä siellä?

"Ellemme tarkastele Beta Pictorista hyvin epätavallisena hetkenä, tulee hiilimonoksidin täydentyä jatkuvasti," sanoo Bill Dent, yhteisen ALMA-toimiston ESO-tähtitieteilijä Santiagosta, Chilestä, sekä tänään julkaisusarja Science:ssä julkaistun tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja. "Suurin hiilimonoksidin lähde nuorissa aurinkokunnissa ovat komeettojen tai suurempien, jopa planeetan kokoisten jäisten kappaleiden törmäykset toisiinsa."

Tuhon määrän tulee kuitenkin olla hyvin suuri: "Saadaksemme havaitsemamme määrän hiilimonoksidia, pitää törmäystiheyden olla todella hätkähdyttävä — yksi suuri komeettatörmäys viiden minuutin välein," huomauttaa Aki Roberge, tähtitieteilijä NASA:n Goddardin tutkimuskeskuksesta Greenbeltistä, Yhdysvalloista — tutkimusjulkaisun kanssakirjoittaja. "Päästäksemme tällaiseen törmäysten määrään, pitäisi tämän olla hyvin tiheä ja massiivinen komeettaparvi."

ALMA-havainnoissa oli toinenkin yllätys. ALMA:n ainutkertaisen kyvyn mitata samanaikaisesti sekä sijainti että nopeus ansiosta havainnoista ei vain löytynyt hiilimonoksidia vaan myös sen sijainti kiekossa: kaasu on keskittynyt yhteen tiiviiseen möykkyyn. Tämä keskittymä sijaitsee 13 miljardin kilometrin etäisyydellä tähdestä, mikä tarkoittaa kolminkertaista Neptunuksen etäisyyttä Auringosta. Se miksi kaasu on tässä pienessä möykyssä niin kaukana tähdestä on arvoitus.

"Tämä möykky on tärkeä vihje siitä mitä on tekeillä tämän nuoren planeettajärjestelmän ulkolaitamilla," sanoo Mark Wyatt, tähtitieteilijä Cambridgen yliopistosta, Iso-Britanniasta ja tutkimusjulkaisun kanssakirjoittaja. Hän jatkaa selittämällä, että on kaksi tapaa, jolla tällainen möykky voi muodostua: "Joko toistaiseksi havaitsemattoman Saturnuksen massaisen planeetan vetovoima keskittää komeettojen törmäykset pienelle alueelle tai se mitä näemme on kahden Marsin massaisen jääplaneetan yksittäisen tuhoisan törmäyksen jäännökset".

Molemmat näistä mahdollisuuksista antavat tähtitieteilijöille hyvän syyn olla optimistisia siitä, että Beta Pictoriksen ympärillä odottelee löytämistään useita muitakin planeettoja. "Hiilimonoksidi on vasta alkua. Näistä jääkappaleista saattaa olla lähtöisin muita, paljon monimutkaisempia esiorgaanisia molekyylejä," lisää Roberge.

Yhä täyteen potentiaaliinsa kasvavalle ALMA:lle suunnitellaan lisätutkimuksia tuomaan selvyyttä tästä kiehtovasta planeettajärjestelmästä ja siten auttamaan meitä ymmärtämään millaiset olosuhteet vallitsivat aurinkokunnan muodostuessa.

Lisähuomiot

[1] Monia tähtiä ympäröivät kieppuvat tomupilvet, joita kutsutaan pölykiekoiksi. Ne ovat seurausta tähteä kiertävien kivien törmäysten sarjasta, joka muistuttaa avaruusaseman hajoamista törmäyksissä elokuvassa Gravity (joskin paljon suuremmassa mittakaavassa). Aikaisempia havaintoja Beta Pictoriksesta raportoitiin tiedotteissa eso1024 ja eso0842.

[2] Komeetoissa on hiilimonoksidi-, hiilidioksidi-, ammoniakki- ja metaanijäätä, mutta pääasiallinen ainesosa on tomun ja vesijään sekoitus.

Lisätietoa

Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk”, joka ilmestyy julkaisusarjassa Science 6. maaliskuuta 2014.

Tutkimusryhmään kuuluvat W.R.F. Dent (Joint ALMA Office, Santiago, Chile [JAO]), M.C. Wyatt (Institute of Astronomy, Cambridge, Iso-Britannia [IoA]), A. Roberge (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbank, USA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Ranska [IPAG]), S. Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), S. Corder (JAO), J.S. Greaves (University of St. Andrews, Iso-Britannia), I. de Gregorio-Monsalvo (JAO), A. Hales (JAO), A.P.Jackson (IoA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Middletown, USA), A.-M. Lagrange (IPAG), B. Matthews (National Research Council of Canada, Victoria, Kanada) ja D. Wilner (Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, USA).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• NRAO:n tiedote
• NASA:n tiedote
• Valokuvia ALMA:sta
• Lisätietoja

Yhteystiedot

Bill Dent
Joint ALMA Office
Santiago, Chile
Sähköposti: wdent@alma.cl

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1408.