Komunikat prasowy

Czy jedna z egzoplanet ma siostrę na tej samej orbicie?

19 lipca 2023

Przy pomocy Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) astronomowie znaleźli potencjalną „siostrę” planety krążącej wokół odległej gwiazdy. Zespół naukowy wykrył chmurę szczątków, które mogą współdzielić tę samą orbitę, co planeta. Badacze sądzą, że mogą to być cegiełki do formowania się nowej planety, albo pozostałości po już uformowanym globie. Jeśli zostanie to potwierdzone, odkrycie będzie najsilniejszym jak dotąd dowodem, że dwie egzoplanet mogą wspólnie dzielić jedną orbitę.

Dwie dekady temu teoretycznie przewidziano, że pary planet o podobnej masie mogą współdzielić tę samą orbitę wokół gwiazdy. To tzw. trojańczycy albo planety wspólorbitalne. Po raz pierwszy znaleźliśmy dowód wspierający tę koncepcję” mówi Olga Balsalobre-Ruza, studentka z Centre for Astrobiology w Madrycie (Hiszpania), która jest pierwszą autorką artykułu opublikowanego dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

Planetoidy trojańskie (trojańczycy, trojańczyki), skaliste ciała o takiej samej orbicie, jak planeta, są powszechne w Układzie Słonecznym [1]. Najbardziej znanym przykładem są planetoidy trojańskie Jowisza – ponad 12 000 skalistych ciał na tej samej orbicie wokół Słońca, co gazowy olbrzym. „Egzoplanetoidy trojańskie [planetoidy trojańskie poza Układem Słonecznym] były do tej pory niczym jednorożce: w teorii mogą istnieć, ale nikt ich do tej pory nie wykrył” mówi współautor Jorge Lillo-Box, naukowiec z Centre for Astrobiology.

Międzynarodowy zespół naukowców użył ALMA, w którym ESO jest partnerem, do znalezienia najsilniejszego jak dotąd obserwacyjnego dowodu, że planetoidy trojańskie mogą istnieć – w systemie PDS 70. Wiadomo, że ta młoda gwiazda posiada dwie planety typu jowiszowego, PDS 70b i PDS 70c. Analizując archiwalne obserwacje ALMA, zespół dostrzegł chmurę szczątków w miejscu na orbicie PDS 70b, w której mogłyby istnieć planetoidy trojańskie.

Planetoidy trojańskie znajdują się w tzw. strefach Lagrange’a, dwóch rozciągniętych obszarach na orbicie planety, w których połączone przyciąganie grawitacyjne gwiazdy i planety może uwięzić materię. Badając oba te obszary orbity PDS 70b, astronomowie wykryli słaby sygnał od jednego z nich, wskazujący, że może znajdować się tam chmura szczątków o masie prawie do dwóch razy większej niż masa Księżyca.

Badacze sądzą, że może to wskazywać na istnienie trojańskiego świata w tym systemie, albo planety w trakcie formowania się. „Kto mógłby wyobrazić sobie dwa światy dzielące trwanie roku i warunki nadające się do zamieszania? Nasza praca jest pierwszym dowodem na to, że tego typu światy mogą istnieć” mówi Balsalobre-Ruza. „Możemy wyobrazić sobie, że planeta dzieli swoją orbitę z tysiącami planetoid, tak jak w przypadku Jowisza, ale nie mogę się nadziwić, że planety mogą dzielić tę samą orbitę.”

„Nasze badania są pierwszym krokiem w poszukiwaniach współorbitalnych planet we wczesnym etapie ich formowania się” wskazuje współautorka Nuria Huélamo, badaczka z Centre for Astrobiology. „Rodzi to nowe pytania na temat powstawania trojańczyków, w jaki sposób ewoluują i jak często występują w różnych systemach planetarnych” dodaje Itziar De Gregorio-Monsalvo, kierująca ESO Office for Science w Chile, która również wniosła wkład w opisywane badania.

Aby w pełni potwierdzić detekcję, zespół będzie potrzebował poczekać do okresu po 2026 roku, gdy będzie można wykorzystać ALMA do sprawdzenia czy zarówno PDS 70b, jak i jej siostrzany obłok szczątków w istotny sposób przemieściły się wspólnie wokół gwiazdy. „Byłby to przełom na polu badań egzoplanetarnych” mówi Balsalobre-Ruza.

„Przyszłość tego zagadnienia jest bardzo ciekawa i nie możemy się doczekać rozszerzonych możliwości ALMA, planowanych na 2030 rok, które znacznie poprawią zdolność sieci do badania trojańczyków u wielu innych gwiazd” podsumowuje De Gregorio-Monsalvo.

Uwagi

[1] Gdy na orbicie Jowisza odkryto planetoidy, nazwano je od imion herosów z wojny trojańskiej, co dało początek nazwie „trojańczycy”, „trojańczyki” lub „planetoidy trojańskie”, odnoszącej się do tych obiektów.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule, który ukaże się w Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: O. Balsalobre-Ruza (Centro de Astrobiología [CAB], CSIC-INTA, Hiszpania), I. De Gregorio-Monsalvo (European Southern Observatory [ESO], Chile), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Wielka Brytania), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Francja oraz and Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Francja), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Włochy) oraz R. Teague (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym kompleksem badawczym w ramach partnerstwa pomiędzy ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) oraz National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez NSF we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) i National Science Council of Taiwan (NSC) oraz przez NINS we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie i Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Budowa i zarządzanie ALMA są kierowane przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), w imieniu Ameryki Północnej oraz przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) w imieniu Azji Wschodniej. Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia zunifikowane kierowanie i zarządzanie budową, testowaniem i działaniem ALMA.

Linki

Kontakt

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Olga Balsalobre-Ruza
PhD student at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: +34 918131531
E-mail: obalsalobre@cab.inta-csic.es

Itziar De Gregorio-Monsalvo
ESO Head of the Office for Science Chile
Santiago, Chile
Tel.: +56 (2) 2463 3000
E-mail: idegrego@eso.org

Jorge Lillo-Box
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: + 34 918131309
E-mail: jorge.lillo@cab.inta-csic.es

Nuria Huélamo Bautista
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: +34 918131530
E-mail: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2311

O komunikacie

Komunikat nr:eso2311pl
Nazwa:PDS 70
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Instrumenty:ALMA Receiver Band
Science data:2023A&A...675A.172B

Zdjęcia

The majority of the image is black, but at its centre is the bright, glowing stellar system. A large bright orange elliptical ring, like a stretched oval donut, dominates the image. A large fuzzy orange blob is located at the centre of the ring, where the star of the PDS 70 system resides. Some smaller and fainter orange blobs, indicating planets or possible planets, orbit it. Two blobs in particular are highlighted: one, the planet PDS 70b, is circled with a solid yellow line, while the other, a debris cloud that could indicate the presence of another planet, is circled by a dotted line. Both are following an elliptical orbit around the central blob.
A planet and its Trojan orbiting a star in the PDS 70 system (annotated)
Po angielsku
The majority of the image is black, but at its centre is the bright, glowing stellar system. A large bright orange elliptical ring, like a stretched oval donut, dominates the image. A large fuzzy orange blob is located at the centre of the ring, where the star of the PDS 70 system resides. Some smaller and fainter orange blobs, indicating planets or possible planets, orbit it.
A planet and its Trojan orbiting a star in the PDS 70 system
Po angielsku
The image shows a constellation map of Centaurus. The vertical axis scale is in degrees, while the horizontal axis is in units of hours. Along the bottom there is a scale to compare the brightness of different stars. Centaurus sits centrally in the map; around it are the constellations Hydra and Vela, among others.
The dwarf star PDS 70 in the constellation Centaurus
Po angielsku
The image shows a dark area of night sky, speckled only lightly with the white and blue glow of stars. Towards the upper right region of the image there is a large bright blue star which stands out among the others.
Widefield image of the sky around PDS 70
Po angielsku

Filmy

Does this planet have a “sibling” sharing the same orbit? (ESOcast 263 Light)
Does this planet have a “sibling” sharing the same orbit? (ESOcast 263 Light)
Po angielsku
Zooming in on the PDS 70 system, host to planet PDS 70b and a possible Trojan
Zooming in on the PDS 70 system, host to planet PDS 70b and a possible Trojan
Po angielsku
Artist’s animation of Trojan debris clouds
Artist’s animation of Trojan debris clouds
Po angielsku