Pressmeddelande

Första planeten kring en soltvilling i en stjärnhop hittad

Sex års spaning med HARPS leder till upptäckten av tre nya planeter i Messier 67

15 januari 2014

Astronomer har använt ESO:s planetjägare HARPS i Chile tillsammans med andra teleskop över hela världen och upptäckt tre planeter i omloppsbana runt stjärnor i stjärnhopen Messier 67. Trots att mer än tusen planeter utanför solsystemet har bekräftats som upptäckta så har bara en handfull av dessa hittats i stjärnhopar. Det är dessutom anmärkningsvärt att en av dessa nya exoplaneter kretsar kring en stjärna som är en ovanlig soltvilling – en stjärna som är nästan identisk med solen i alla avseenden.

Man vet nu att planeter kring stjärnor utanför solsystemet är mycket vanliga. Så kallade exoplaneter har hittats kring stjärnor med stor variation på ålder och kemisk sammansättning och i många olika delar av himlen. Men fram tills nu har ytterst få planeter upptäckts i stjärnhopar [1]. Detta är särskilt besynnerligt eftersom man vet att de flesta stjärnor föds i sådana hopar. Astronomer har frågat sig om planetbildning fungerar annorlunda i stjärnhopar för att kunna förklara bristen på planeter där.

Anna Brucalassi (Max Planck-institutet för utomjordisk fysik, Garching, Tyskland) är förstaförfattare till den nya studien, och hennes team ville förstå detta bättre.

– I stjärnhopen Messier 67 är stjärnorna ungefär lika gamla som solen och har ungefär samma kemiska sammansättning. Det är därför ett perfekt laboratorium för att studera hur många planeter kan bildas i en sådan miljö och om de bildas mest runt stjärnor med hög eller låg massa.

Teamet använde planetfinnarinstrumentet HARPS på ESO:s 3,6-metersteleskop vid La Silla-observatoriet. Resultaten kompletterades med observationer från flera andra observatorier över hela världen [2]. De övervakade 88 utvalda stjärnor i Messier 67 [3] mycket noggrant över en sexårsperiod och spanade efter stjärnornas pyttesmå förflyttningar mot och bort från jorden. Sådana rörelser kan avslöja att planeter i omloppsbana runt en stjärna.

Stjärnhopen ligger omkring 2500 ljusår bort i stjärnbilden Kräftan och omfattar ungefär 500 stjärnor. Många av stjärnorna är ljussvagare än de som man normalt letar efter exoplaneter hos. Att försöka upptäcka de svaga signalerna från potentiella planeter kring dessa stjärnor krävde därför att man utnyttjade HARPS till dess yttersta gräns.

Tre planeter upptäcktes. Två ligger i omloppsbana kring stjärnor som liknar solen och en kring en röd jättestjärna som har större massa och kommit längre i sin utveckling än solen. De två första planeterna har massor som båda är ungefär en tredjedels jupitermassa och de kretsar ett varv kring sina värdstjärnor på sju respektive fem dagar. Den tredje planeten går ett varv runt sin stjärna på 122 dagar och har en massa högre än Jupiters [4].

Den första av de tre planeterna visade sig kretsa kring en uppseendeväckande stjärna – det är en av de mest snarlika soltvillingarna som hittills har identifierats och är nästan identisk med solen (eso1337) [5]. Det är den första soltvillingen i en stjärnhop som visat sig ha en planet.

Två av de tre planeterna är så kallade heta jupitrar – planeter som är ungefär lika stora som Jupiter, men som ligger mycket närmare sin värdstjärna och därför är mycket hetare. Alla tre planeterna ligger närmare sina värdstjärnor än den beboeliga zonen där flytande vatten skulle kunna finnas.

Luca Pasquini vid ESO i Garching, Tyskland är medförfattare till den nya artikeln [6].

– De nya resultaten visar att planeter i öppna stjärnhopar är ungefär lika vanliga som de är runt isolerade stjärnor – men de är inte så lätta att upptäcka. Våra nya resultat säger emot tidigare forskning där man misslyckades att hitta stjärnhopsplaneter, men överensstämmer med några andra nyare observationer. Vi fortsätter att observera den här stjärnhopen för att förstå hur massan och den kemiska sammansättningen hos stjärnor med och utan planeter skiljer sig åt.

Noter

[1] Det finns två stora typer av stjärnhopar. Öppna hopar är grupperingar av stjärnor som bildades tillsammans ur ett enda gas- och stoftmoln relativt nyligen. De finns huvudsakligen i spiralarmarna hos galaxer som Vintergatan. Klotformiga stjärnhopar eller klothopar är däremot mycket större sfäriska samlingar av mycket äldre stjärnor som kretsar kring galaxens centrum. Trots noggranna efterforskningar har inga planeter upptäckts i klothopar och färre än sex i öppna stjärnhopar. Exoplaneter har under de senaste två åren även upptäckts i stjärnhoparna NGC 6811 och Messier 44, och alldeles nyligen har en också upptäckts i den ljusstarka och närbelägna stjärnhopen Hyaderna.

[2] Detta arbete använde även observationer från instrumentet SOPHIE vid Observatoire de Haute-Provence i Frankrike, det schweiziska 1,2-meters Leonhard Euler-teleskopet vid ESO:s La Silla-observatorium i Chile och Hobby Eberly-teleskopet i Texas, USA.

[3] De flesta öppna stjärnhopar skingras efter några få tiotals miljoner år, men stjärnhopar som bildas med en hög stjärntäthet kan hänga samman mycket längre tid. Messier 67 är en sådan långlivad gammal stjärnhop och är en av de äldsta och mest välstuderade sådana stjärnhoparna i närheten av jorden.

[4] Massuppskattningarna för planeter som observerats med radialhastighetsmetoden är lägre uppskattningar – om planetens omloppsbana har en stor lutning kan planeten ha en högre massa men fortfarande ge samma observationsresultat.

[5] Stjärnor kan sorteras i kategorierna soltvillingar, solanaloger och solliknande stjärnor enligt hur mycket de liknar vår egen sol. Soltvillingar är de som mest liknar vår sol, och de har väldigt liknande massa, temperatur och kemisk sammansättning. Soltvillingar är väldigt ovanliga, men de andra klasserna, där likheterna inte är lika strikta, är mycket vanligare.

[6] Upptäckten av tre planeter i ett urval av 88 stjärnor i Messier 67 är nära genomsnittet för andelen upptäckta planeter kring stjärnor som inte hör till stjärnhopar.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Three planetary companions around M67 stars“ av A. Brucalassi m. fl. som publiceras i tidsskriften Astronomy & Astrophysics.

Teamet består av A. Brucalassi (Max Planck-institutet för utomjordisk fysik, Garching, Tyskland [MPE]; Sternwarte, München, Tyskland), L. Pasquini (ESO, Garching, Tyskland), R. Saglia (MPE; Sternwarte), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Frankrike), L. R. Bedin (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italien), K. Biazzo (INAF - Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Italien), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Schweiz) och S. Randich (INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florens, Italien).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

•     Forskningsartikeln
•     Bilder på ESO:s 3,6-metersteleskop

Kontakter

Anna Brucalassi
Max Planck Institut for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3022
E-post: abrucala@mpe.mpg.de

Luca Pasquini
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6792
E-post: lpasquin@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1402 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.