Léttasta fjarreikistjarnan sem náðst hefur á mynd?
Sævar Helgi Bragason
03. jún. 2013
Fréttir
Fyrirbæri gæti verið minnsta fjarreikistjarna sem stjörnufræðingar hafa náð á mynd hingað til
Hópur stjörnufræðinga hefur með hjálp Very Large Telescope ESO náð mynd af daufu fyrirbæri nálægt bjartri stjörnu. Massi fyrirbærisins er talinn milli fjórum til fimm sinnum meiri en massi Júpíters, svo hér gæti verið um að ræða massaminnstu reikistjörnu sem ljósmynduð hefur verið fyrir utan sólkerfið okkar. Uppgötvunin er afar mikilvæg og eflir skilning okkar á myndun og þróun sólkerfa.
Þótt nærri þúsund fjarreikistjörnur hafi fundist með óbeinum hætti — flestar með sjónstefnu- eða þvergöngumælingum [1] — og margar aðrar bíði staðfestingar, hefur aðeins rúmur tugur reikistjarna náðst á mynd. Nú, níu árum eftir að Very Large Telescope ESO tók fyrstu myndina af fjarreikistjörnu, reikistjörnu við brúna dverginn 2M1207 (eso0428), hefur sami hópur stjörnufræðinga tekið mynd af því sem gæti verið minnsta reikistjarnan hingað til [2][3].
„Tæknilega séð er mjög erfitt að taka mynd af reikistjörnum og krefst það háþróuðustu tækja heims, hvort sem er á Jörðinni eða í geimnum,“ segir Julien Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi), aðalhöfundur greinar um uppgötvunina. „Hingað til hafa myndir náðst af örfáum reikistjörnum, svo hver og ein ný uppgötvun er mikilvægur áfangi á leið okkar til að skilja risareikistjörnur og myndun þeirra.“
Í nýju mælingunum birtist reikistjarnan hugsanlega sem daufur en augljós blettur við hlið stjörnunnar HD 95086. Seinni mælingar sýndu líka að bletturinn færðist hægt og rólega með stjörnunni um himinhvolfið. Það bendir til þess að fyrirbærið, sem ber skráarheitið HD 95086 b, sé á hringsóli um stjörnuna. Birta þess bendir ennfremur til að massinn sé einungis fjórum til fimm sinnum meiri en massi Júpíters.
Stjörnufræðingarnir gerðu mælingarnar með NACO, aðlögunarsjóntæki á einum af 8,2 metra sjónaukum Very Large Telescope (VLT) ESO. Tækið gerir stjörnufræðingum kleift að fjarlægja ókyrrðina í lofthjúpi Jarðar sem gerir allar mælingar óskýrari og ná þannig hnífskörpum myndum. Mælingarnar voru gerðar í innrauðu ljósi og með tækni sem kallast samanburðarljósmyndun (differential imaging) sem eykur skerpuna á milli reikistjörnunnar og móðurstjörnunnar.
Reikistjarnan nýfundna hringsólar um ungu stjörnuna HD 95086 í 56 sinnum meiri fjarlægð en Jörðin er í frá sólinni, tvöfalt meiri en fjarlægðin milli sólar og Neptúnusar. Stjarnan sjálf er mun massameiri en sólin og umlukin efnisskífu. Fyrir vikið var stjarnan talin álitlegur kostur til að geyma ungar, massamiklar reikistjörnur. Kerfið er í um 300 ljósára fjarlægð frá Jörðinni.
Stjarnan er mjög ung, aðeins 10 til 17 milljón ára, svo stjörnufræðingar telja að reikistjarnan hafi líklega orðið til í gas- og rykskífunni sem umlykur stjörnuna. „Staðsetning hennar vekur upp spurningar um myndunarferlið. Annað hvort óx hún með því að draga til sín berg sem myndaði fastan kjarna sem sópaði síðan að sér gas úr umhverfinu og myndaði þannig þykkan lofthjúp, eða hún hóf að myndast úr gasklumpi sem varð til vegna þyngdaróstöðugleika í skífunni,“ segir Anne-Marie Lagrange, meðlimur í rannsóknarteyminu. „Víxlverkun milli reikistjörnunnar og skifunnar og/eða annarra reikistjarna gæti hafa flutt reikistjörnuna burt frá þeim stað sem hún myndaðist upphaflega á.“
„Út frá birtu stjörnunnar áætlum við að yfirborðshitastig HD 95086 b sé í kringum 700 gráður á Celsíus. Það er nógu lágt til þess að vatnsgufa og hugsanlega metan sé í lofthjúpnum. Þetta er fyrirbæri sem væri kjörið að rannsaka með SPHERE mælitækinu sem brátt verður komið fyrir á VLT. Það gæti ef til vill líka fundið innri reikistjörnur í kerfinu — séu þær til staðar,“ [4] segir Gaël Chauvin, annar hópmeðlimur, að lokum.
Skýringar
[1] Stjörnufræðingar hafa þegar staðfest tilvist nærri þúsund reikistjarna á braut um aðrar sólir. Næstum allar hafa fundist með óbeinum aðferðum þar sem áhrif reikistjarnanna á móðurstjörnunnar er mæld — minnkun á birtu stjarna þegar reikistjörnur ganga fyrir þær (þvergönguaðferðin) eða vagg af völdum þyngdartogs reikistjarna á braut um stjörnurnar (sjónstefnuaðferðin). Hingað til hefur ljósmynd náðst af rétt rúmum tug reikistjarna.
[2] Fomalhaut b gæti verið massaminni en birta hennar virðist menguð af ljósi sem endurvarpast af ryki í kringum hana og gerir nákvæmt mat á massanum erfiðara.
[3] Sami hópur hefur einnig fundið fjarreikistjörnu í kringum stjörnuna Beta Pictoris (eso1024) og nokkrar aðrar.
[4] SPHERE er aðlögunarsjóntæki af annarri kynslóð sem komið verður fyrir í VLT síðla árs 2013.
Frekari upplýsingar
Þessi rannsókn er kynnt í greininni „Discovery of probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging,“ sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknarteyminu eru J. Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatoire de Paris í Frakklandi; University Pierre et Marie Curie Paris 6 og University Denis Diderot Paris 7, Meudon í Frakklandi), S. P. Quanz (Institute for Astronomy, ETH Zurich í Sviss), M. Bonnefoy (Max Planck Instiute für Astronomy, Heidelberg í Þýskalandi [MPIA]), J. H. Girard (ESO, Santiago í Chile), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova á Ítalíu), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago í Chile), M. Bonavita (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova), Tiffany Meshkat (Leiden Observatory í Hollandi), Vanessa Bailey (Univ. of Arizona í Bandaríkjunum) og Matthew Kenworthy (Leiden Observatory í Hollandi).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1324.
Tengdar myndir
Þessi mynd frá Very Large Telescope (VLT) ESO sýnir nýfundna reikistjörnu, HD 95086 b, við hlið móðurstjörnunnar. Mælingarnar voru gerðar í innrauðu ljósi með NACO, aðlögunarsjóntækinu í VLT, og tækni sem kallast samanburðarljósmyndun sem bætir skerpuna milli reikistjörnunnar og birtunnar frá móðurstjörnunni. Stjarnan sjálf hefur verið fjarlægð af myndinni (en staðsetning hennar er merkt) svo auðveldara sé að sjá reikistjörnuna daufu sem er neðarlega vinstra megin, undir hringnum. Blái hringurinn sýnir stærð brautar reikistjörnunnar Neptúnusar í sólkerfinu okkar. Stjarnan HD 95086 er svipuð Beta Pictoris og HR 8799 en allar hafa risareikistjörnunur, sem náðst hafa á mynd, í milli 8 og 68 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sér. Stjörnurnar eru allar ungar, massameiri en sólin og umluktar efnisskífum. Mynd: ESO/J. Rameau
Á þessari mynd sést himinninn í kringum ungu stjörnuna HD 95086 í stjörnumerkinu Kilinum. Myndin var sett saman úr gögnum frá Digitized Sky Survey 2. Mynd: ESO/Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin
Léttasta fjarreikistjarnan sem náðst hefur á mynd?
Sævar Helgi Bragason 03. jún. 2013 Fréttir
Fyrirbæri gæti verið minnsta fjarreikistjarna sem stjörnufræðingar hafa náð á mynd hingað til
Hópur stjörnufræðinga hefur með hjálp Very Large Telescope ESO náð mynd af daufu fyrirbæri nálægt bjartri stjörnu. Massi fyrirbærisins er talinn milli fjórum til fimm sinnum meiri en massi Júpíters, svo hér gæti verið um að ræða massaminnstu reikistjörnu sem ljósmynduð hefur verið fyrir utan sólkerfið okkar. Uppgötvunin er afar mikilvæg og eflir skilning okkar á myndun og þróun sólkerfa.
Þótt nærri þúsund fjarreikistjörnur hafi fundist með óbeinum hætti — flestar með sjónstefnu- eða þvergöngumælingum [1] — og margar aðrar bíði staðfestingar, hefur aðeins rúmur tugur reikistjarna náðst á mynd. Nú, níu árum eftir að Very Large Telescope ESO tók fyrstu myndina af fjarreikistjörnu, reikistjörnu við brúna dverginn 2M1207 (eso0428), hefur sami hópur stjörnufræðinga tekið mynd af því sem gæti verið minnsta reikistjarnan hingað til [2][3].
„Tæknilega séð er mjög erfitt að taka mynd af reikistjörnum og krefst það háþróuðustu tækja heims, hvort sem er á Jörðinni eða í geimnum,“ segir Julien Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi), aðalhöfundur greinar um uppgötvunina. „Hingað til hafa myndir náðst af örfáum reikistjörnum, svo hver og ein ný uppgötvun er mikilvægur áfangi á leið okkar til að skilja risareikistjörnur og myndun þeirra.“
Í nýju mælingunum birtist reikistjarnan hugsanlega sem daufur en augljós blettur við hlið stjörnunnar HD 95086. Seinni mælingar sýndu líka að bletturinn færðist hægt og rólega með stjörnunni um himinhvolfið. Það bendir til þess að fyrirbærið, sem ber skráarheitið HD 95086 b, sé á hringsóli um stjörnuna. Birta þess bendir ennfremur til að massinn sé einungis fjórum til fimm sinnum meiri en massi Júpíters.
Stjörnufræðingarnir gerðu mælingarnar með NACO, aðlögunarsjóntæki á einum af 8,2 metra sjónaukum Very Large Telescope (VLT) ESO. Tækið gerir stjörnufræðingum kleift að fjarlægja ókyrrðina í lofthjúpi Jarðar sem gerir allar mælingar óskýrari og ná þannig hnífskörpum myndum. Mælingarnar voru gerðar í innrauðu ljósi og með tækni sem kallast samanburðarljósmyndun (differential imaging) sem eykur skerpuna á milli reikistjörnunnar og móðurstjörnunnar.
Reikistjarnan nýfundna hringsólar um ungu stjörnuna HD 95086 í 56 sinnum meiri fjarlægð en Jörðin er í frá sólinni, tvöfalt meiri en fjarlægðin milli sólar og Neptúnusar. Stjarnan sjálf er mun massameiri en sólin og umlukin efnisskífu. Fyrir vikið var stjarnan talin álitlegur kostur til að geyma ungar, massamiklar reikistjörnur. Kerfið er í um 300 ljósára fjarlægð frá Jörðinni.
Stjarnan er mjög ung, aðeins 10 til 17 milljón ára, svo stjörnufræðingar telja að reikistjarnan hafi líklega orðið til í gas- og rykskífunni sem umlykur stjörnuna. „Staðsetning hennar vekur upp spurningar um myndunarferlið. Annað hvort óx hún með því að draga til sín berg sem myndaði fastan kjarna sem sópaði síðan að sér gas úr umhverfinu og myndaði þannig þykkan lofthjúp, eða hún hóf að myndast úr gasklumpi sem varð til vegna þyngdaróstöðugleika í skífunni,“ segir Anne-Marie Lagrange, meðlimur í rannsóknarteyminu. „Víxlverkun milli reikistjörnunnar og skifunnar og/eða annarra reikistjarna gæti hafa flutt reikistjörnuna burt frá þeim stað sem hún myndaðist upphaflega á.“
„Út frá birtu stjörnunnar áætlum við að yfirborðshitastig HD 95086 b sé í kringum 700 gráður á Celsíus. Það er nógu lágt til þess að vatnsgufa og hugsanlega metan sé í lofthjúpnum. Þetta er fyrirbæri sem væri kjörið að rannsaka með SPHERE mælitækinu sem brátt verður komið fyrir á VLT. Það gæti ef til vill líka fundið innri reikistjörnur í kerfinu — séu þær til staðar,“ [4] segir Gaël Chauvin, annar hópmeðlimur, að lokum.
Skýringar
[1] Stjörnufræðingar hafa þegar staðfest tilvist nærri þúsund reikistjarna á braut um aðrar sólir. Næstum allar hafa fundist með óbeinum aðferðum þar sem áhrif reikistjarnanna á móðurstjörnunnar er mæld — minnkun á birtu stjarna þegar reikistjörnur ganga fyrir þær (þvergönguaðferðin) eða vagg af völdum þyngdartogs reikistjarna á braut um stjörnurnar (sjónstefnuaðferðin). Hingað til hefur ljósmynd náðst af rétt rúmum tug reikistjarna.
[2] Fomalhaut b gæti verið massaminni en birta hennar virðist menguð af ljósi sem endurvarpast af ryki í kringum hana og gerir nákvæmt mat á massanum erfiðara.
[3] Sami hópur hefur einnig fundið fjarreikistjörnu í kringum stjörnuna Beta Pictoris (eso1024) og nokkrar aðrar.
[4] SPHERE er aðlögunarsjóntæki af annarri kynslóð sem komið verður fyrir í VLT síðla árs 2013.
Frekari upplýsingar
Þessi rannsókn er kynnt í greininni „Discovery of probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging,“ sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknarteyminu eru J. Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatoire de Paris í Frakklandi; University Pierre et Marie Curie Paris 6 og University Denis Diderot Paris 7, Meudon í Frakklandi), S. P. Quanz (Institute for Astronomy, ETH Zurich í Sviss), M. Bonnefoy (Max Planck Instiute für Astronomy, Heidelberg í Þýskalandi [MPIA]), J. H. Girard (ESO, Santiago í Chile), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova á Ítalíu), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago í Chile), M. Bonavita (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova), Tiffany Meshkat (Leiden Observatory í Hollandi), Vanessa Bailey (Univ. of Arizona í Bandaríkjunum) og Matthew Kenworthy (Leiden Observatory í Hollandi).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1324.University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir