ALMA sér nálægt sólkerfi í mótun
Sævar Helgi Bragason
12. apr. 2012
Fréttir
Stjörnufræðingar hafa rannsakað sólkerfi í mótun við stjörnuna Fomalhaut og fundið ummerki tveggja lítilla reikistjarna.
Ný stjörnustöð sem er enn í smíðum hefur veitt stjörnufræðingum mikilvægar upplýsingar um nálægt sólkerfi og hvernig slík kerfi myndast og þróast. Stjörnufræðingarnir notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og komust að því að reikistjörnur á braut um stjörnuna Fomalhaut hljóti að vera mun smærri en áður var talið. Þetta eru fyrstu vísindalegu niðurstöðurnar sem berast frá ALMA úr fyrstu mælilotu sem er opin fyrir stjörnufræðinga um allan heim.
Hnífskarpar myndir ALMA af rykskífunni eða -hringnum sem umlykur stjörnuna Fomalhaut, sem er í 25 ljósára fjarlægð frá jörðinni, gerðu uppgötvunina mögulega. Með henni er leyst úr ágreiningsefnum sem hafa verið uppi síðan eldri mælingar voru gerðar á kerfinu. Myndir ALMA sýna að bæði innri og ytri brúnir rykskífunnar eru mjög skarpar. Út frá þeirri staðreynd, auk þess að nota tölvulíkön, drógu stjörnufræðingarnir þá ályktun að rykagnir haldist innan skífunnar vegna þyngdartogs frá tveimur reikistjörnum — einni sem er nær móðurstjörnunni en skífunni og annarri sem er lengra í burtu [1].
Útreikingar stjörnufræðinganna benda ennfremur til að reikistjörnunnar séu stærri en Mars en ekki mikið stærri en jörðin. Þær eru því mun minni en stjörnufræðingar höfðu áður talið. Árið 2008 sýndi ljósmynd Hubblessjónauka NASA og ESA innri reikistjörnuna sem þá var talin stærri en Satúrnus, sem er næst stærsta reikistjarna okkar sólkerfis. Aftur á móti sást reikistjarnan ekki í mælingum innrauðra sjónauka.
Þetta varð til þess að stjörnufræðingar byrjuðu að efast um tilvist reikistjörnunnar sem sást á ljósmynd Hubbles. Sú mynd var tekin í sýnilegu ljósi og gat hún líka sýnt smásæjar rykagnir sem ljósgeislar stjörnunnar hafa þrýst út á við og gert erfiðara um vik að greina smáatriði í rykskífunni. Mælingar ALMA eru á mun lengri bylgjulengdum en sýnilegt ljós svo þær sýna mun stærri rykkorn — um 1 millímetri að þvermáli — sem ljósgeislar stjörnunnar ná ekki að færa til. Myndir ALMA sýna greinilega skarpar brúnir skífunnar og hringamyndun sem bendir til þyngdartogs frá tveimur reikistjörnum.
„Við gátum sett efri mörk á massa og áttað okkur á brautum allra reikistjarna nálægt rykhringnum með mælingum ALMA á lögun hans og hjálp tölvulíkana“ segir Aaron Boley (Sagan félagi við Flórídaháskóla í Bandaríkjunum) sem hafði umsjón með rannsókninni.„Reikistjörnurnar hljóta að vera massalitlar, annars myndu þær eyðileggja hringinn“ bætir hann við. Stjörnufræðingarnir segja smæð reikistjarnanna skýra hvers vegna þær sáust ekki í eldri innrauðum mælingum.
Mælingar ALMA sýna að hringurinn er 16 sinnum breiðari en sem nemur fjarlægðinni milli jarðar og sólar en aftur á móti er þykktin aðeins einn sjötti af breiddinni. „Hringurinn er mun mjórri og þynnri en áður var talið“ segir Matthew Payne, stjörnufræðingur við Flórídaháskóla.
Hringurinn er um 140 sinnum lengra frá Fomalhaut en jörðin er frá sólinni. Til samanburðar er Plútó fjörutíu sinnum fjær sólu en jörðina. „Smæð reikistjarnanna við þennan hring, auk mikillar fjarlægðar frá móðurstjörnunni, þýðir að þær eru með köldustu reikistjörnum sem fundist hafa á sveimi um venjulega stjörnu“ segir Aaron Boley.
Mælingarnar á Fomalhaut voru gerðar í september og október árið 2011 þegar aðeins fjórðungur af þeim 66 loftnetum sem fyrirhuguð eru voru til taks. Á næsta ári verður smíði sjónaukans lokið og verður hann þá miklu betri. Þrátt fyrir það var ALMA nógu öflug til að greina uppbyggingu rykskífunnar í smáatriðum, nokkuð sem eldri mælingar á millímetrasviðinu gátu ekki.
„Þótt ALMA sé enn í smíðum er hún þegar öflugasti sjónauki sinnar tegundar í heiminum. Þetta er aðeins upphafið að nýju og spennandi skeiði í rannsóknum á rykskífum og myndun reikistjarna á braut um aðrar stjörnur“ segir Bill Dent stjörnufræðingur hjá ESO við ALMA í Chile og meðlimur í rannsóknarhópnum.
ALMA er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).
Skýringar
[1] Þáttur reikistjarna og tungla í viðhaldi á skörpum brúnum rykhringa komu fyrst í ljós þegar Voyager geimförin flugu framhjá Satúrnusi og tóku nákvæmar myndir af hringakerfinu. Við Úranus helst einn af hringum hans skorðaður fyrir tilverknað tunglanna Kordelíu og Ófelíu á sama hátt og hringurinn sem umlykur Fomalhaut, og stjörnufræðingar rannsökuðu með ALMA, helst skorðaður. Tungl sem eru innan hringanna kallast „smalatungl“.
Þyngdarkraftur tungla eða reikistjarna viðheldur hringunum. Reikistjarna sem er fyrir innan hring ferðast hraðar um móðurstjörnuna en rykagnirnar í hringnum. Þyngdartogið flytur þá orku til agnanna sem þrýstir þeim út á við. Reikistjarna sem er fyrir utan hringana ferðast hægar en rykagnirnar svo þyngdarkraftur hennar minnkar orku agnanna með því að færa þær inn á við.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Constraining the Planetary System of Fomalhaut Using High-Resolution ALMA Observations“ eftir A. Boley et al. sem birtist í Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknahópnum eru A. C. Boley (University of Florida í Gainesville í Bandaríkjunum) M. J. Payne (University of Florida), S. Corder (North American ALMA Science Center í Charlottesville í Bandaríkjunum), W. Dent (ALMA í Santiago í Chile), E. B. Ford (University of Florida) og M. Shabram (University of Florida).
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]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1216.
Tengdar myndir
Þessi nýja mynd sem tekin var með Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sýnir rykhring sem umlykur björtu stjörnuna Fomalhaut. Bláa myndin í bakgrunni er eldri mynd sem tekin var með Hubble geimsjónauka NASA og ESA. Nýja myndin frá ALMA hefur veitt stjörnufræðingum mikilvægar upplýsingar um nálægt sólkerfi og myndun og þróun slíkra kerfa. Tekið skal fram að ALMA hefur hingað til aðeins rannsakað hluta hringsins. Mynd: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble Space Telescope)
Kort sem sýnir staðsetningu björtu stjörnunnar Fomalhaut í stjörnumerkinu Suðurfisknum. Kortið sýnir flestar þær stjörnur sem sýnilegar með berum augum við góðar aðstæður. Fomalhaut er bjartasta stjarnan í merkinu og ein bjartasta stjarnan sem vitað er um að hefur reikistjörnu. Hún er í um 25 ljósára fjarlægð frá jörðinni og er umlukin stórri rykskífu. Kort: IAU/S&T og Stjörnufræðivefurinn
Víðmynd sem sýnir himininn í kringum björtu stjörnuna Fomalhaut í stjörnumerkinu Suðurfisknum. Myndin var sett saman úr ljósmyndum sem teknar voru í Digitized Sky Survey 2. Fomalhaut er í um 25 ljósára fjarlægð frá jörðinni og er umlukin stórri rykskífu. Mynd: NASA, ESA og Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin (ESA/Hubble)
Þyngdarkraftur tungla eða reikistjarna viðheldur rykhringunum. Reikistjarna sem er fyrir innan hring ferðast hraðar um móðurstjörnuna en rykagnirnar í hringnum. Þyngdartogið flytur þá orku til agnanna sem þrýstir þeim út á við. Reikistjarna sem er fyrir utan hringana ferðast hægar en rykagnirnar svo þyngdarkraftur hennar minnkar orku agnanna með því að færa þær inn á við. Mynd: Bill Saxton/NRAO/AUI/NSF
Krakkavæn útgáfa
ALMA sér nálægt sólkerfi í mótun
Sævar Helgi Bragason 12. apr. 2012 Fréttir
Stjörnufræðingar hafa rannsakað sólkerfi í mótun við stjörnuna Fomalhaut og fundið ummerki tveggja lítilla reikistjarna.
Ný stjörnustöð sem er enn í smíðum hefur veitt stjörnufræðingum mikilvægar upplýsingar um nálægt sólkerfi og hvernig slík kerfi myndast og þróast. Stjörnufræðingarnir notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og komust að því að reikistjörnur á braut um stjörnuna Fomalhaut hljóti að vera mun smærri en áður var talið. Þetta eru fyrstu vísindalegu niðurstöðurnar sem berast frá ALMA úr fyrstu mælilotu sem er opin fyrir stjörnufræðinga um allan heim.
Hnífskarpar myndir ALMA af rykskífunni eða -hringnum sem umlykur stjörnuna Fomalhaut, sem er í 25 ljósára fjarlægð frá jörðinni, gerðu uppgötvunina mögulega. Með henni er leyst úr ágreiningsefnum sem hafa verið uppi síðan eldri mælingar voru gerðar á kerfinu. Myndir ALMA sýna að bæði innri og ytri brúnir rykskífunnar eru mjög skarpar. Út frá þeirri staðreynd, auk þess að nota tölvulíkön, drógu stjörnufræðingarnir þá ályktun að rykagnir haldist innan skífunnar vegna þyngdartogs frá tveimur reikistjörnum — einni sem er nær móðurstjörnunni en skífunni og annarri sem er lengra í burtu [1].
Útreikingar stjörnufræðinganna benda ennfremur til að reikistjörnunnar séu stærri en Mars en ekki mikið stærri en jörðin. Þær eru því mun minni en stjörnufræðingar höfðu áður talið. Árið 2008 sýndi ljósmynd Hubblessjónauka NASA og ESA innri reikistjörnuna sem þá var talin stærri en Satúrnus, sem er næst stærsta reikistjarna okkar sólkerfis. Aftur á móti sást reikistjarnan ekki í mælingum innrauðra sjónauka.
Þetta varð til þess að stjörnufræðingar byrjuðu að efast um tilvist reikistjörnunnar sem sást á ljósmynd Hubbles. Sú mynd var tekin í sýnilegu ljósi og gat hún líka sýnt smásæjar rykagnir sem ljósgeislar stjörnunnar hafa þrýst út á við og gert erfiðara um vik að greina smáatriði í rykskífunni. Mælingar ALMA eru á mun lengri bylgjulengdum en sýnilegt ljós svo þær sýna mun stærri rykkorn — um 1 millímetri að þvermáli — sem ljósgeislar stjörnunnar ná ekki að færa til. Myndir ALMA sýna greinilega skarpar brúnir skífunnar og hringamyndun sem bendir til þyngdartogs frá tveimur reikistjörnum.
„Við gátum sett efri mörk á massa og áttað okkur á brautum allra reikistjarna nálægt rykhringnum með mælingum ALMA á lögun hans og hjálp tölvulíkana“ segir Aaron Boley (Sagan félagi við Flórídaháskóla í Bandaríkjunum) sem hafði umsjón með rannsókninni.„Reikistjörnurnar hljóta að vera massalitlar, annars myndu þær eyðileggja hringinn“ bætir hann við. Stjörnufræðingarnir segja smæð reikistjarnanna skýra hvers vegna þær sáust ekki í eldri innrauðum mælingum.
Mælingar ALMA sýna að hringurinn er 16 sinnum breiðari en sem nemur fjarlægðinni milli jarðar og sólar en aftur á móti er þykktin aðeins einn sjötti af breiddinni. „Hringurinn er mun mjórri og þynnri en áður var talið“ segir Matthew Payne, stjörnufræðingur við Flórídaháskóla.
Hringurinn er um 140 sinnum lengra frá Fomalhaut en jörðin er frá sólinni. Til samanburðar er Plútó fjörutíu sinnum fjær sólu en jörðina. „Smæð reikistjarnanna við þennan hring, auk mikillar fjarlægðar frá móðurstjörnunni, þýðir að þær eru með köldustu reikistjörnum sem fundist hafa á sveimi um venjulega stjörnu“ segir Aaron Boley.
Mælingarnar á Fomalhaut voru gerðar í september og október árið 2011 þegar aðeins fjórðungur af þeim 66 loftnetum sem fyrirhuguð eru voru til taks. Á næsta ári verður smíði sjónaukans lokið og verður hann þá miklu betri. Þrátt fyrir það var ALMA nógu öflug til að greina uppbyggingu rykskífunnar í smáatriðum, nokkuð sem eldri mælingar á millímetrasviðinu gátu ekki.
„Þótt ALMA sé enn í smíðum er hún þegar öflugasti sjónauki sinnar tegundar í heiminum. Þetta er aðeins upphafið að nýju og spennandi skeiði í rannsóknum á rykskífum og myndun reikistjarna á braut um aðrar stjörnur“ segir Bill Dent stjörnufræðingur hjá ESO við ALMA í Chile og meðlimur í rannsóknarhópnum.
ALMA er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).
Skýringar
[1] Þáttur reikistjarna og tungla í viðhaldi á skörpum brúnum rykhringa komu fyrst í ljós þegar Voyager geimförin flugu framhjá Satúrnusi og tóku nákvæmar myndir af hringakerfinu. Við Úranus helst einn af hringum hans skorðaður fyrir tilverknað tunglanna Kordelíu og Ófelíu á sama hátt og hringurinn sem umlykur Fomalhaut, og stjörnufræðingar rannsökuðu með ALMA, helst skorðaður. Tungl sem eru innan hringanna kallast „smalatungl“.
Þyngdarkraftur tungla eða reikistjarna viðheldur hringunum. Reikistjarna sem er fyrir innan hring ferðast hraðar um móðurstjörnuna en rykagnirnar í hringnum. Þyngdartogið flytur þá orku til agnanna sem þrýstir þeim út á við. Reikistjarna sem er fyrir utan hringana ferðast hægar en rykagnirnar svo þyngdarkraftur hennar minnkar orku agnanna með því að færa þær inn á við.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Constraining the Planetary System of Fomalhaut Using High-Resolution ALMA Observations“ eftir A. Boley et al. sem birtist í Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknahópnum eru A. C. Boley (University of Florida í Gainesville í Bandaríkjunum) M. J. Payne (University of Florida), S. Corder (North American ALMA Science Center í Charlottesville í Bandaríkjunum), W. Dent (ALMA í Santiago í Chile), E. B. Ford (University of Florida) og M. Shabram (University of Florida).
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]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1216.
Tengdar myndir
Krakkavæn útgáfa