Milljarðar bergreikistjarna í lífbeltum rauðra dverga í vetrarbrautinni okkar
Sævar Helgi Bragason
26. mar. 2012
Fréttir
Nýjar niðurstöður stjörnufræðinga sýna tugi milljarða bergreikistjarna í lífbeltum rauðra dvergstjarna!
Nýjar niðurstöður HARPS mælitækisins sýna að bergreikistjörnur sem eru örlítið stærri en jörðin, eru mjög algengar í lífbeltum rauðra dvergstjarna. Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hefur áætlað að í vetrarbrautinni okkar séu tugir milljarða reikistjarna af þessu tagi og líklega eitt hundrað í næsta nágrenni sólar. Þetta er í fyrsta sinn sem fjöldi risajarða á braut um rauða dverga er áætlaður með beinum hætti en rauðir dvergar telja um 80% stjarna í vetrarbrautinni okkar.
Þetta er fyrsta beina áætlunin sem gerð hefur verið á fjölda léttra reikistjarna á braut um rauðar dvergstjörnur en alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga notaði til þess HARPS litrófsritann á 3,6 metra sjónaukanum í La Silla stjörnustöð ESO í Chile [1]. Í nýlegri frétt (eso1204) var sagt frá aragrúa reikistjarna í vetrarbrautinni en sú rannsókn studdist við aðra aðferð sem náði ekki til þessa mikilvæga flokks fjarreikistjarna.
HARPS hópurinn leitaði að fjarreikistjörnum á braut um algengustu tegund stjarna í vetrarbrautinni okkar — rauða dverga (sem einnig eru þekktir sem M dvergar [2]). Rauðir dvergar eru daufar og kaldar stjörnur samanborið við sólina okkar en mjög tíðar og langlífar og telja um 80% allra stjarna í vetrarbrautinni okkar.
„Niðurstöður mælinga okkar með HARPS þýða að 40% allra rauðra dverga hafa risajarðir í lífbeltum sínum, því svæði í sólkerfi þar sem vatn getur verið á fljótandi formi á yfirborði reikistjörnu“ segir Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble í Frakklandi) sem hafði umsjón með rannsókninni. „Vegna þess hve algengir rauðir dvergar eru — í vetrarbrautinni okkar eru um 160 milljarðar slíkra stjarna — getum við dregið þá stórmerku ályktun að í vetrarbrautinni okkar séu tugir milljarða af þessum reikistjörnum.“
HARPS hópurinn grannskoðaði vel valið safn 102 rauðra dverga á suðurhveli himins yfir sex ára tímabil. Í heild fundust níu risajarðir (reikistjörnur sem eru allt að tíu sinnum massameiri en jörðin), þar á meðal tvær í lífbeltum Gliese 581 (eso0915) annars vegar og Gliese 667C hins vegar. Stjörnufræðingarnir gátu bæði metið þyngd reikistjarnanna og fjarlægð þeirra frá móðurstjörnunum.
Þegar hópurinn hafði safnað saman öllum gögnum, þar á meðal mælingum á stjörnum sem ekki höfðu reikistjörnur, og líta svo á hlutfall þekktra reikistjarna sem unnt er að finna, var hægt að reikna út hve algengar mismunandi tegundir reikistjarna eru í kringum rauða dverga. Í ljós kom að tíðni risajarða [3] í lífbeltum er 41% með reiknað öryggisbil frá 28% til 95%.
Á hinn bóginn eru massamiklar reikistjörnur sem líkjast Júpíter og Satúrnusi í sólkerfinu okkar, sjaldgæfar í kringum rauða dverga. Líklega hafa innan við 12% rauðra dverga risareikistjörnur (milli 100 og 1000 sinnum massameiri en jörðin).
Í nágrenni sólar er fjöldi rauðra dverga sem þýðir að sennilega eru um hundrað risajarðir í lífbeltum stjarna í næsta nágrenni okkar í geimnum, þ.e. í innan við 30 ljósára fjarlægð [4].
„Lífbelti rauðra dverga, það svæði þar sem hitastigið er hæfilegt fyrir fljótandi vatn, er mun nær stjörnunni en jörðin er frá sólinni“segir Stéphane Udry (Stjörnustöðinni í Genf) sem er meðlimur í hópnum. „Rauðir dvergar eru aftur á móti líka þekktir fyrir öflug sólgos og sólblossa sem gætu baðað reikistjörnur reglulega í röntgengeislun og útfjólubláu ljósi sem gæti gert líf ólíklegra.“
Ein þeirra reikistjarna sem fannst í HARPS rannsókninni er Gliese 667 Cc [5]. Hún er önnur reikistjarnan sem finnst í þessu þrístirnakerfi (sjá eso0939 fyrir upplýsingar um fyrri reikistjörnuna) og virðist við miðju lífbeltisins. Hún er fjórum sinnum þyngri en jörðin en líkist jörðinni mest af þeim reikistjörnum sem fundist hafa hingað til. Á henni eru næstum örugglega réttar aðstæður fyrir fljótandi vatn á yfirborðinu. Þetta er önnur risajörðin sem finnst í lífbelti rauðs dvergs í HARPS rannsókninni en sú fyrsta, Gliese 581d, fannst árið 2007 og var tilvist hennar staðfest árið 2009.
„Nú þegar við vitum að margar risajarðir eru á sveimi um rauða dverga í nágrenni okkar þurfum við aðeins að finna fleiri, bæði með HARPS og öðrum mæitækjum í framtíðinni. Í sumum tilvikum ganga reikistjörnurnar fyrir sína móðurstjörnu sem opnar þann spennandi möguleika að rannsaka lofthjúpa þeirra og leita að merkjum um líf“ segir Xavier Delfosse, annar meðlimur í hópnum, að lokum (eso1210).
Skýringar
[1] HARPS mælir sjónstefnuhraða stjörnu mjög nákvæmlega. Reikistjarna á sveimi um stjörnu veldur því að stjarnan færist reglulega til og frá athuganda á jörðinni. Vegna Dopplerhrifa veldur þessi breyting á sjónstefnuhraðanum, færslu í litrófi stjörnu í átt að lengri bylgjlengdum þegar stjarnan fjarlægist (kallað rauðvik) en í átt að styttri bylgjulengdum þegar hún nálgast (kallað blávik). Hægt er að mæla þessa hárfínu færslu í litrófi stjörnu með nákvæmum litrófsritum eins og HARPS og er hún notuð til að til finna reikistjörnur.
[2] Þessar stjörnur eru kallaðar M dvergar því þær eru í litrófsflokki M. Hann er kaldasti flokkurinn af sjö í einfaldasta flokkunarkerfi stjarna sem byggir á dvínandi hitastigi og litrófseinkennum.
[3] Reikistjörnur sem eru rúmlega eins til tíu sinnum massameiri en jörðin eru kallaðar risajarðir. Engar slíkar reikistjörnur eru í sólkerfinu okkar en þær virðast mjög algengar við aðrar stjörnur. Mjög spennandi er að uppgötva slíka reikistjörnu í lífbeltum sinna sólkerfa, því ef reikistjarnan er úr bergi og inniheldur vatn eins og jörðin, gæti hún borið líf.
[4] Tíu parsek er „nálægt“ í hugum stjörnufræðinga. Það samsvarar 32,6 ljósárum.
[5] Heitið vísar til þess að reikistjarnan er önnur í röðinni sem finnst (c) á braut um þriðju stjörnuna (C) í þrístirnakerfinu Gliese 667. Fylgistjörnurnar Gliese 667 A og B, sem eru bjartari, væru mjög áberandi á himninum á Gliese 667 Cc. Í febrúar 2012, ríflega tveimur mánuðum eftir að rafræn útgáfa af grein Bonfils og félaga fór á netið, tilkynnti sjálfstæður hópur undir forystu Guillem Anglada-Escude um uppgötvun á GJ 667Cc. Uppgötvun Anglada og samstarfsmanna hans á Gliese 667 Cb og Cc byggir aðeins að hluta til á sjálfstæðri vinnu því hún er að miklu leyti byggð á mælingum HARPS og gagnaúrvinnslu evrópska hópsins sem hefur gert þau opinber í gagnasafni ESO.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample“ eftir Bonfilis et al. sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics.
Í hópnum eru X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]; Geneva Observatory í Sviss), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Geneva Observatory), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Geneva Observatory), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, France; Observatoire de Haute-Provence í Frakklandi), M. Gillon (Université de Liège, Belgium; Geneva Observatory), C. Lovis (Geneva Observatory), F. Pepe (Geneva Observatory), D. Queloz (Geneva Observatory), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto í Portúgal), D. Ségransan (Geneva Observatory), J.-L. Bertaux (Service d'Aéronomie du CNRS, Verrières-le-Buisson í Frakklandi) og V. Neves (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto í Portúgal og UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]).
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO 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 40 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]
Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1/Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
Grenoble, France
Sími: +33 47 65 14 215
Tölvupóstur: [email protected]
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1214.
Tengdar myndir
Þessi sýn listamanns sýnir sólsetur á risajörðinni Gliese 667 Cc. Bjartari stjarnan á himninum er rauði dvergurinn Gliese 667 C sem tilheyrir þrístirnakerfi. Hinar tvær, Gliese 667 A og B, eru fjarlægari stjörnur en sjást báðar á hægra megin á himninum. Stjörnufræðingar hafa áætlað að í vetrarbrautinni okkar séu tugir milljarðar slíkra bergreikistjarna á braut um daufa rauða dverga. Mynd: ESO/L. Calçada
Krakkavæn útgáfa
Milljarðar bergreikistjarna í lífbeltum rauðra dverga í vetrarbrautinni okkar
Sævar Helgi Bragason 26. mar. 2012 Fréttir
Nýjar niðurstöður stjörnufræðinga sýna tugi milljarða bergreikistjarna í lífbeltum rauðra dvergstjarna!
Nýjar niðurstöður HARPS mælitækisins sýna að bergreikistjörnur sem eru örlítið stærri en jörðin, eru mjög algengar í lífbeltum rauðra dvergstjarna. Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hefur áætlað að í vetrarbrautinni okkar séu tugir milljarða reikistjarna af þessu tagi og líklega eitt hundrað í næsta nágrenni sólar. Þetta er í fyrsta sinn sem fjöldi risajarða á braut um rauða dverga er áætlaður með beinum hætti en rauðir dvergar telja um 80% stjarna í vetrarbrautinni okkar.
Þetta er fyrsta beina áætlunin sem gerð hefur verið á fjölda léttra reikistjarna á braut um rauðar dvergstjörnur en alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga notaði til þess HARPS litrófsritann á 3,6 metra sjónaukanum í La Silla stjörnustöð ESO í Chile [1]. Í nýlegri frétt (eso1204) var sagt frá aragrúa reikistjarna í vetrarbrautinni en sú rannsókn studdist við aðra aðferð sem náði ekki til þessa mikilvæga flokks fjarreikistjarna.
HARPS hópurinn leitaði að fjarreikistjörnum á braut um algengustu tegund stjarna í vetrarbrautinni okkar — rauða dverga (sem einnig eru þekktir sem M dvergar [2]). Rauðir dvergar eru daufar og kaldar stjörnur samanborið við sólina okkar en mjög tíðar og langlífar og telja um 80% allra stjarna í vetrarbrautinni okkar.
„Niðurstöður mælinga okkar með HARPS þýða að 40% allra rauðra dverga hafa risajarðir í lífbeltum sínum, því svæði í sólkerfi þar sem vatn getur verið á fljótandi formi á yfirborði reikistjörnu“ segir Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble í Frakklandi) sem hafði umsjón með rannsókninni. „Vegna þess hve algengir rauðir dvergar eru — í vetrarbrautinni okkar eru um 160 milljarðar slíkra stjarna — getum við dregið þá stórmerku ályktun að í vetrarbrautinni okkar séu tugir milljarða af þessum reikistjörnum.“
HARPS hópurinn grannskoðaði vel valið safn 102 rauðra dverga á suðurhveli himins yfir sex ára tímabil. Í heild fundust níu risajarðir (reikistjörnur sem eru allt að tíu sinnum massameiri en jörðin), þar á meðal tvær í lífbeltum Gliese 581 (eso0915) annars vegar og Gliese 667C hins vegar. Stjörnufræðingarnir gátu bæði metið þyngd reikistjarnanna og fjarlægð þeirra frá móðurstjörnunum.
Þegar hópurinn hafði safnað saman öllum gögnum, þar á meðal mælingum á stjörnum sem ekki höfðu reikistjörnur, og líta svo á hlutfall þekktra reikistjarna sem unnt er að finna, var hægt að reikna út hve algengar mismunandi tegundir reikistjarna eru í kringum rauða dverga. Í ljós kom að tíðni risajarða [3] í lífbeltum er 41% með reiknað öryggisbil frá 28% til 95%.
Á hinn bóginn eru massamiklar reikistjörnur sem líkjast Júpíter og Satúrnusi í sólkerfinu okkar, sjaldgæfar í kringum rauða dverga. Líklega hafa innan við 12% rauðra dverga risareikistjörnur (milli 100 og 1000 sinnum massameiri en jörðin).
Í nágrenni sólar er fjöldi rauðra dverga sem þýðir að sennilega eru um hundrað risajarðir í lífbeltum stjarna í næsta nágrenni okkar í geimnum, þ.e. í innan við 30 ljósára fjarlægð [4].
„Lífbelti rauðra dverga, það svæði þar sem hitastigið er hæfilegt fyrir fljótandi vatn, er mun nær stjörnunni en jörðin er frá sólinni“segir Stéphane Udry (Stjörnustöðinni í Genf) sem er meðlimur í hópnum. „Rauðir dvergar eru aftur á móti líka þekktir fyrir öflug sólgos og sólblossa sem gætu baðað reikistjörnur reglulega í röntgengeislun og útfjólubláu ljósi sem gæti gert líf ólíklegra.“
Ein þeirra reikistjarna sem fannst í HARPS rannsókninni er Gliese 667 Cc [5]. Hún er önnur reikistjarnan sem finnst í þessu þrístirnakerfi (sjá eso0939 fyrir upplýsingar um fyrri reikistjörnuna) og virðist við miðju lífbeltisins. Hún er fjórum sinnum þyngri en jörðin en líkist jörðinni mest af þeim reikistjörnum sem fundist hafa hingað til. Á henni eru næstum örugglega réttar aðstæður fyrir fljótandi vatn á yfirborðinu. Þetta er önnur risajörðin sem finnst í lífbelti rauðs dvergs í HARPS rannsókninni en sú fyrsta, Gliese 581d, fannst árið 2007 og var tilvist hennar staðfest árið 2009.
„Nú þegar við vitum að margar risajarðir eru á sveimi um rauða dverga í nágrenni okkar þurfum við aðeins að finna fleiri, bæði með HARPS og öðrum mæitækjum í framtíðinni. Í sumum tilvikum ganga reikistjörnurnar fyrir sína móðurstjörnu sem opnar þann spennandi möguleika að rannsaka lofthjúpa þeirra og leita að merkjum um líf“ segir Xavier Delfosse, annar meðlimur í hópnum, að lokum (eso1210).
Skýringar
[1] HARPS mælir sjónstefnuhraða stjörnu mjög nákvæmlega. Reikistjarna á sveimi um stjörnu veldur því að stjarnan færist reglulega til og frá athuganda á jörðinni. Vegna Dopplerhrifa veldur þessi breyting á sjónstefnuhraðanum, færslu í litrófi stjörnu í átt að lengri bylgjlengdum þegar stjarnan fjarlægist (kallað rauðvik) en í átt að styttri bylgjulengdum þegar hún nálgast (kallað blávik). Hægt er að mæla þessa hárfínu færslu í litrófi stjörnu með nákvæmum litrófsritum eins og HARPS og er hún notuð til að til finna reikistjörnur.
[2] Þessar stjörnur eru kallaðar M dvergar því þær eru í litrófsflokki M. Hann er kaldasti flokkurinn af sjö í einfaldasta flokkunarkerfi stjarna sem byggir á dvínandi hitastigi og litrófseinkennum.
[3] Reikistjörnur sem eru rúmlega eins til tíu sinnum massameiri en jörðin eru kallaðar risajarðir. Engar slíkar reikistjörnur eru í sólkerfinu okkar en þær virðast mjög algengar við aðrar stjörnur. Mjög spennandi er að uppgötva slíka reikistjörnu í lífbeltum sinna sólkerfa, því ef reikistjarnan er úr bergi og inniheldur vatn eins og jörðin, gæti hún borið líf.
[4] Tíu parsek er „nálægt“ í hugum stjörnufræðinga. Það samsvarar 32,6 ljósárum.
[5] Heitið vísar til þess að reikistjarnan er önnur í röðinni sem finnst (c) á braut um þriðju stjörnuna (C) í þrístirnakerfinu Gliese 667. Fylgistjörnurnar Gliese 667 A og B, sem eru bjartari, væru mjög áberandi á himninum á Gliese 667 Cc. Í febrúar 2012, ríflega tveimur mánuðum eftir að rafræn útgáfa af grein Bonfils og félaga fór á netið, tilkynnti sjálfstæður hópur undir forystu Guillem Anglada-Escude um uppgötvun á GJ 667Cc. Uppgötvun Anglada og samstarfsmanna hans á Gliese 667 Cb og Cc byggir aðeins að hluta til á sjálfstæðri vinnu því hún er að miklu leyti byggð á mælingum HARPS og gagnaúrvinnslu evrópska hópsins sem hefur gert þau opinber í gagnasafni ESO.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample“ eftir Bonfilis et al. sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics.
Í hópnum eru X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]; Geneva Observatory í Sviss), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Geneva Observatory), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Geneva Observatory), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, France; Observatoire de Haute-Provence í Frakklandi), M. Gillon (Université de Liège, Belgium; Geneva Observatory), C. Lovis (Geneva Observatory), F. Pepe (Geneva Observatory), D. Queloz (Geneva Observatory), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto í Portúgal), D. Ségransan (Geneva Observatory), J.-L. Bertaux (Service d'Aéronomie du CNRS, Verrières-le-Buisson í Frakklandi) og V. Neves (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto í Portúgal og UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble í Frakklandi [IPAG]).
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO 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 40 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]
Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1/Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
Grenoble, France
Sími: +33 47 65 14 215
Tölvupóstur: [email protected]
Richard Hook
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1214.ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir
Krakkavæn útgáfa