Pressmeddelande

Astronomer ser en månbildande skiva kring en exoplanet för första gången

22 juli 2021, Skurup

Med hjälp av Atacama Large Millimetre/submillimeter Array (ALMA), där ESO är en partner, har astronomer för första gången otvetydigt observerat en skiva kring en planet kring en annan stjärna än solen. Detektionen kommer att ge ny kunskap om hur månar och planeter bildas i unga planetsystem.

"Vi har gjort en klar detektion av en skiva kring en planet där satelliter kan bildas" säger Myriam Benisty vid universitetet i Grenoble och vid Chiles univeritet, som ledde den forskning som presenteras i dag i tidskriften The Astrophysical Journal Letters. "Våra ALMA-observationer har så hög upplösning att vi kan identifiera att skivan är belägen kring en planet, och vi kan även bestämma dess storlek för första gången", tillägger hon.

 

Skivan som har detekterats, en så kallad cirkumplanetär skiva, omger exoplaneten PDS 70c som är den ena av två jupiterlika planeter som kretsar kring en stjärna på 400 ljusårs avstånd. Astronomer har funnit tecken på "månbildande" skivor kring denna exoplanet tidigare, men man kunde då inte separera skivan från dess omgivning och kunde därmed inte heller bekräfta dess existens – tills nu.

 

Med hjälp av ALMA har Benisty även kunnat bestämma skivans diameter till densamma som jordens avstånd till solen, och att den har tillräckligt stor massa för att kunna bilda tre satelliter av samma storlek som månen.

 

Men forskningsresultaten är viktiga inte bara för att förstå hur månar bildas. "De nya observationerna är också extremt viktiga för att testa planetbildningsteorier som hittills inte har kunnat testas" menar Jaehan Bae vid Earth and Planets Laboratory of the Carnegie Institution for Science, USA, en av författarna till studien.

 

Planeter bildas i stoftrika skivor kring unga stjärnor genom att ansamla material från den cirkumstellära skivan som omger moderstjärnan. Under denna process kan en nybildad planet bilda sin egen cirkumplanetära skiva som bidrar till planetbildningen genom att reglera hur mycket material som faller ner mot planeten. Samtidigt kan gas och stoft i den cirkumplanetära skivan föras samman till allt större kroppar genom upprepade kollisioner, vilket slutligen leder till att månar bildas.

 

Men astronomerna förstår ännu inte helt detaljerna i denna process. "Kort sagt är det fortfarande oklart när, var och hur planeter och månar bildas" säger ESO-forskaren Stefano Facchini som också deltog i forskningsarbetet.

 

"Man har funnit mer än 4000 exoplaneter, men alla har varit belägna i välutvecklade planetsystem. PDS 70b och PDC 70c, som liknar planetparet Jupiter och Saturnus i vårt solsystem, är de enda exoplaneter som har upptäckts i sitt bildningsskede" förklarar Miriam Keppler vid Max Planckinstitutet för astronomi i Tyskland och av medförfattarna till studien [1].

 

"Detta system ger oss därför möjlighet att observera och studera de processer som bidrar till att planeter och månar bildas" tillägger Facchini.

 

PDC 70b och PDC 70c upptäcktes med ESO:s Very Large Telescope (VLT) 2018 och 2019, och deras unika egenskaper har bidragit till att de har observerats med andra teleskop och instrument många gånger sedan dess [2].

 

De senaste högupplösta observationerna med ALMA har nu gett forskarna möjlighet att få ny kunskap om systemet. Utöver bekräftelsen av skivan kring PDS 70c och information om dess storlek och massa har de också funnit att PDS 70c inte visar några tydliga tecken på en liknande skiva. Detta betyder att PDS 70c drog till sig så mycket material att det inte fanns tillräckligt för att ansamlas också kring PDS 70b.

 

Ännu djupare förståelse för detta planetsystem kommer ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), som nu konstrueras på Cerro Amazones i Chiles Atacamaöken, att bidra med. "ELT kommer att vara mycket viktig i detta arbete eftersom det med sin betydligt högre upplösning kommer att kunna se fler detaljer i systemet" säger medförfattaren Richard Teague vid Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA. I synnerhet kommer instrumentet Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) att användas för att studera gasrörelserna i området kring PDS 70c för att få en komplett 3D-vy av systemet.

Noter

[1] Även om en jämförelse görs här med Jupiter och Saturnus är skivan kring PDS 70c omkring 500 gånger större än Saturnus ringar.

 

[2] PDS 70b upptäcktes med SPHERE-instrumentet (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), medan PDS 70c upptäcktes med MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), båda på VLT. Planeterna har även undersökts med X-shooter, även det ett instrument på VLT.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln "A Circumplanetary Disk Around PDS 70c" i The Astrophysical Journal Letters.

 

Forskarlaget består av Myriam Benisty (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile och Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, Frankrike [UGA]), Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington DC, USA), Stefano Facchini (European Southern Observatory, Garching bei München, Tyskland), Miriam Keppler (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [MPIA]), Richard Teague (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA [CfA]), Andrea Isella (Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, TX, USA), Nicolas T. Kurtovic (MPIA), Laura M. Perez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile [UCHILE]), Anibal Sierra (UCHILE), Sean M. Andrews (CfA), John Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago de Chile, Chile), Ian Czekala (Department of Astronomy and Astrophysics, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Astrostatistics, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA och Institute for Computational & Data Sciences, Pennsylvania State University, PA, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederländerna), Thomas Henning (MPIA), Francois Menard (UGA), Paola Pinilla (MPIA och Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Storbritannien) och Alice Zurlo (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile och Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

 

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Ostasien i samverkan med Chile. I Europa stöds ALMA av ESO, i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) samt av Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC), i Ostasien av Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Japan av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ) och för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI). Joint ALMA Observatory (JAO) står för övergripande ledning och organisation under konstruktionen, driftsättningen och driften av ALMA.

Länkar

Forskningsartikel

Foton på ALMA

För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska

För astronomer: Presentera din forskning!

 

Kontakter

Myriam Benisty
Universidad de Chile and Université Grenoble Alpes
Santiago de Chile, Chile
E-post: myriam.benisty@univ-grenoble-alpes.fr

Jaehan Bae
Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
E-post: jbae@carnegiescience.edu

Stefano Facchini
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
E-post: stefano.facchini@eso.org

Miriam Keppler
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
E-post: keppler@mpia.de

Richard Teague
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
Cambridge, MA, USA
E-post: richard.d.teague@cfa.harvard.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@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 eso2111 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.