Lehdistötiedote

Käänteentekevä ALMA-kuva paljastaa planeettojen luomistapahtuman

6. marraskuuta 2014

Tämä uusi ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) kuva paljastaa poikkeuksellisen tarkkoja yksityiskohtia, jollaisia ei ole ennen nähty nuorta tähteä ympäröivässä planeettoja muodostavassa kiekossa. Nämä ovat ensimmäiset havainnot, joissa on käytetty ALMA:a lähes lopullisessa kokoonpanossaan. Havainnot ovat myös tarkimmat milloinkaan alimillimetriaallonpituuksilla otetut. Uudet tulokset ovat valtava askel eteenpäin protoplanetaaristen kiekkojen kehittymisen ja planeettojen muodostumisen havainnoinnissa.

Tutkijat käänsivät ALMA:n antennit sen ensimmäisiä uuden ja tehokkaan toimintatilan havaintoja varten nuoreen tähteen HL Tauri, joka on noin 450 valovuoden etäisyydellä ja tomukiekon ympäröimä [1]. Tuloksena saatiin kuva, joka ylittää kaikki odotukset ja paljastaa odottamattoman tarkkoja yksityiskohtia tähden syntymästä yli jääneessä materiakiekossa. Se esittää sarjaa samankeskisiä, kirkkaita renkaita, joita erottavat aukot [2].

"Nämä piirteet ovat lähes varmasti seurausta nuorista planeettojen kaltaisista kappaleista, jotka ovat muodostumassa kiekossa. Tämä on yllättävää, sillä tällaisilla nuorilla tähdillä ei oletettu olevan suuria planetaarisia kappaleita, jotka pystyvät tuottamaan tässä kuvassa näkemämme kaltaisia rakenteita," sanoi Stuartt Corder, ALMA:n apulaisjohtaja.

"Kun me näimme tämän kuvan ensimmäistä kertaa olimme tyrmistyneitä yksityiskohtien henkeäsalpaavasta tasosta. HL Tauri on korkeintaan miljoonan vuoden ikäinen, mutta sen kiekko näyttäisi jo olevan täynnä muodostumassa olevia planeettoja. Tämä yksi kuva yksinään mullistaa planeettojen muodostuksen teoriat," selittää Catherine Vlahakis, ALMA:n apulaisohjelmatutkija ja ALMA:n pitkien perusviivojen kampanjan johtava ohjelmatutkija.

HL Taurin kiekko näyttää paljon kehittyneemmältä kuin tämänikäisellä järjestelmällä oletettiin olevan. Siten ALMA:n kuva antaa olettaa, että planeettojen muodostumisprosessit saattavat olla nopeampia kuin aikaisemmin ajateltiin.

Näin suuri erottelukyky voidaan saavuttaa vain ALMA:n pitkän perusviivan avulla ja se tarjoaa tähtitieteilijöille uutta tietoa, jota on mahdoton saada millään muulla tutkimuslaitteella, mukaanlukien NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskooppi. "Antennien sijoittaminen niin etäisiin paikkoihin vaati logistiikkaa ja infrastruktuuria, jotka edellyttivät ennennäkemättömän ponnistelujen yhteensovittamisen kansainväliseltä insinöörien ja tiedemiesten asiantuntijaryhmältä," sanoi ALMA:n pääjohtaja, Pierre Cox. "Nämä pitkät perusviivat täyttävät yhden ALMA:n päätavoitteista ja juhlistavat vaikuttavaa teknologista, tieteellistä ja insinööritaidon virstanpylvästä."

HL Taurin kaltaiset nuoret tähdet syntyvät kaasun ja hienojakoisen tomun pilvissä — alueissa, jotka ovat romahtaneet oman painovoimansa vaikutuksesta ja muodostaneet tiheitä, kuumia ytimiä, jotka ennen pitkää syttyvät ja tulevat nuoriksi tähdiksi. Näitä nuoria tähtiä ympäröi alunperin ylijäämäkaasu ja -tomu, jotka asettuvat ennen pitkää protoplanetaarisena kiekkona tunnetuksi kiekoksi.

Monien törmäysten kautta tomuhiukkaset takertuvat toisiinsa ja kasvavat hiekanjyvästen ja pienten kivien kokoisiksi möykyiksi. Lopulta asteroidit, komeetat ja jopa planeetat muodostuvat kiekossa. Nuoret planeetat häiritsevät kiekkoa ja saavat aikaan sellaisia renkaita, tyhjiä välejä ja aukkoja, jollaisia on nyt havaittu ALMA:lla [3].

Näiden protoplanetaaristen kiekkojen tutkiminen on välttämätöntä, jotta ymmärrämme kuinka Maapallo muodostui aurinkokunnassa. Planeettojenmuodostuksen ensimmäisten vaiheiden havaitseminen HL Taurin ympärillä saattaa näyttää meille kuinka oma planetaarinen järjestelmämme on saattanut näyttää muodostuttuaan yli neljä miljardia vuotta sitten.

"Suurin osa siitä mitä nykyään tiedämme planeettojen muodostuksesta perustuu teoriaan. Tämäntasoisia yksityiskohtia sisältävät kuvat on tähän mennessä tuotettu tietokonesimulaatioilla tai ne ovat taitelijoiden näkemyksiä. Tämä suuren erottelukyvyn kuva HL Taurista osoittaa mihin ALMA kykenee, kun se toimii laajimmassa kokoonpanossaan. Kuvasta alkaa tähtien ja planeettojen tutkimuksemme uusi aikakausi," sanoo Tim de Zeeuw, ESO:n pääjohtaja.

Lisähuomiot

[1] Syyskuusta 2014 lähtien ALMA on havainnoinut maailmankaikkeutta käyttäen tähän mennessä pisimpiä perusviivoja, joissa antennien etäisyydet ovat olleet jopa 15 kilometriä. Tämän pitkien perusviivojen kampanja jatkuu 1. joulukuuta 2014 asti. Perusviiva on antennisarjan kahden antennin välinen etäisyys. Vertailun vuoksi muut millimetriaallonpituuksilla toimivia antenneja käyttävät tutkimuslaitokset pystyvät korkeintaan kahden kilometrin etäisyyksiin antennien välillä. ALMA:n suurin mahdollinen perusviiva on 16 kilometriä. Tulevat havainnot lyhyemmillä aallonpituuksilla saavuttavat vieläkin paremman kuvien tarkkuuden.

[2] Rakenteet nähdään tarkkuudella, joka vastaa viittä Maan etäisyyttä Auringosta. Tämä vastaa 35 millikaarisekunnin kulmaerotuskykyä, joka on parempi kuin mitä NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskooppi käyttää rutiinihavainnoissaan.

[3] Näkyvän valon aallonpituuksilla HL Tauri on massiivisen tomu- ja kaasuvaipan sisällä piilossa. ALMA havaitsee paljon pitemmillä aallonpituuksilla, joiden avulla se voi tutkia prosesseja aivan tämän vaipan ytimessä.

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.

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

• Lisätietoja ALMA:sta
• Valokuvia ALMA:sta
• Videoita ALMA:sta
• ALMA-esite
• Elokuva: ALMA — In Search of our Cosmic Origins
• ALMA-valokuvakirja: In Search of our Cosmic Origins – The Construction of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
• Lisää ALMA:n aineistoon perustuvia lehdistötiedotteita
• Tähtiä ympäröivien kiekkojen luettelo

Yhteystiedot

Catherine Vlahakis
Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Puh.: +56 9 75515736
Sähköposti: cvlahaki@alma.cl

Valeria Foncea Rubens
Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Puh.: +56 2 24676258
Sähköposti: vfoncea@alma.cl

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