Lehdistötiedote

Läheisen tähden ympäriltä on löydetty kaksi komeettaryhmää

Kaikkien aikojen suurin eksokomeettojen laskenta Beta Pictoriksen ympäristössä

22. lokakuuta 2014

ESO:n, Chilessä sijaitsevan La Sillan observatorion HARPS-havaintolaitteella on tehty kaikkien aikojen kattavin toista tähteä kiertävien komeettojen laskenta. Ranskalainen tähtitieteilijäryhmä on tutkinut lähes 500 yksittäistä komeettaa, jotka kiertävät tähteä Beta Pictoris. He ovat havainneet, että ne kuuluvat kahteen erilliseen eksokomeettojen ryhmään: vanhoihin eksokomeettoihin, jotka ovat kiertäneet tähtensä läheltä useita kertoja, sekä nuorempiin eksokomeettoihin, jotka ovat seurausta mahdollisesti hiljattain tapahtuneesta yhden tai useamman suuremman kappaleen hajoamisesta. Uudet tutkimustulokset julkaistaan tiedejulkaisu Naturessa 23. lokakuuta 2014.

Beta Pictoris on nuori tähti, joka sijaitsee noin 63 valovuoden etäisyydellä Auringosta. Se on vain noin 20 miljoonan vuoden ikäinen ja sitä ympäröi valtava materiakiekko eli hyvin aktiivinen nuori planeettajärjestelmä, jossa komeettojen haihtuminen ja asteroidien törmäykset tuottavat kaasua ja tomua.

Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC), uuden tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja selostaa tapahtumaympäristöä: "Beta Pictoris on hyvin kiehtova kohde! Sen eksokomeettojen yksityiskohtaiset havainnot tarjoavat meille vihjeitä, jotka auttavat ymmärtämään tämänkaltaisissa nuorissa planeettajärjestelmissä tapahtuvia prosesseja."

Lähes 30 vuoden ajan tähtitieteilijät ovat nähneet Beta Pictoriksen valossa hienovaraisia muutoksia, joiden ajateltiin olevan seurausta komeettojen kulusta tähden editse. Komeetat ovat pieniä, kooltaan vain jokusten kilometrien kokoisia kappaleita, mutta niissä on paljon jäätä, joka haihtuu niiden lähestyessä tähteään. Tämä saa aikaan suunnattoman kaasu- ja tomupyrstön, joka voi imeä itseensä osan sen läpi kulkevasta valosta. Eksokomeettojen himmeän valon peittoaa täydellisesti kirkkaan tähden valo, joten niitä ei voi havaita suoraan Maapallolta.

Tutkiakseen Beta Pictoriksen eksokomeettoja, tutkimusryhmä analysoi yli 1000 havaintoa vuosien 2003 ja 2011 väliltä Chilessä sijaitsevan La Sillan observatorion ESO 3.6-metrin teleskoopin HARPS-havaintolaitteella.

Tutkijat valitsivat 493 erillisen eksokomeetan otoksen. Joitakin eksokomeettoja havaittiin useita kertoja ja useiden tuntien ajan. Huolellinen analyysi tuotti mittauksia kaasupilvien koosta ja nopeudesta. Jotkin näiden kaikkien eksokomeettojen ominaisuudet, kuten niiden kiertoratojen muoto ja asento sekä etäisyys tähdestä, pystyttiin myös päättelemään.

Tämä useiden satojen eksokomeettojen analyysi yksittäisessä eksoplaneettajärjestelmässä on ainutkertainen. Se paljasti kahden erillisen eksokomeettojen ryhmän läsnäolon: yksi ryhmä koostui vanhoista eksokomeetoista, joiden kiertoratoja hallitsee massiivinen planeetta [1], ja toinen ryhmä on mahdollisesti seurausta hiljattain tapahtuneesta yhden tai usean suuremman kappaleen hajoamisesta. Erilaisia komeettojen ryhmiä tunnetaan myös aurinkokunnasta.

Ensimmäisen ryhmän eksokomeetoilla on erilaisia kiertoratoja ja ne ovat jokseenkin epäaktiivisia tuottaen vain vähän kaasua ja tomua. Tämä antaa ymmärtää, että nämä komeetat ovat kuluttaneet loppuun jäävarastonsa ohittaessaan Beta Pictoriksen läheltä useita kertoja [2].

Toisen ryhmän eksokomeetat ovat paljon aktiivisempia ja niillä on lähes identiset kiertoradat [3]. Tämä antaa ymmärtää, että toisen ryhmän komeetoilla on kaikilla sama alkuperä: luultavasti suuremman kappaleen hajoaminen, minkä seurauksena sen sirpaleet kiertävät Beta Pictorista hipoen.

Flavien Kiefer päättää: "Ensimmäistä kertaa on tilastollinen tutkimus johtanut suuren määrän eksokomeettoja fysiikan ja kiertoratojen määrittämiseen. Tämä tutkimus tarjoaa merkittävän näkökulman aurinkokunnassa juuri sen muodostumisen jälkeen 4.5 miljardia vuotta sitten vaikuttaneisiin mekanismeihin."

Lisähuomiot

[1] Noin miljardin kilometrin etäisyydeltä tähteä kiertämästä on löydetty jättimäinen planeetta, Beta Pictoris b, jota on tutkittu adaptiivisella optiikalla aikaansaatujen suuren resoluution kuvien avulla.

[2] Näiden komeettojen radat (eksentrisyys ja asento) ovat lisäksi täsmälleen sellaiset kuin on ennustettu massiivisen planeetan kiertoaikaresonanssiin satimeen jääneille komeetoille. Ensimmäisen perheen komeettojen ominaisuudet osoittavat, että resonanssissa olevan planeetan täytyy olla noin 700 miljoonan kilometrin etäisyydellä tähdestä, mikä on lähellä etäisyyttä, jolta planeetta Beta Pictoris b löydettiin.

[3] Tästä syystä ne ovat samanlaisia kuin aurinkokunnan Kreutzin ryhmän komeetat eli komeetta Shoemaker-Levy 9:n pirstaleet, jotka iskeytyivät Jupiteriin heinäkuussa 1994.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Two families of exocomets in the Beta Pictoris system", joka julkaistaan tiedejulkaisusarjassa Nature 23. lokakuuta 2014.

Tutkimusryhmään kuuluvat F. Kiefer (Institut d’astrophysique de Paris [IAP], CNRS, Université Pierre & Marie Curie-Paris 6, Pariisi, Ranska), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Institut de radioastronomie millimétrique, Saint Martin d’Hères, Ranska), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble [IPAG], CNRS, Université Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, Ranska), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) ja R. Ferlet (IAP).

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 julkaisusarjassa Nature
• Valokuvia La Sillalta
• Valokuvia HARPS-havaintolaitteesta

Yhteystiedot

Alain Lecavelier des Etangs
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC
France
Puh.: +33-1-44-32-80-77
Matkapuhelin: +33 6 21 75 12 03
Sähköposti: lecaveli@iap.fr

Flavien Kiefer
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC and School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University
France / Israel
Puh.: +972-502-838-163
Sähköposti: kiefer@iap.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
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