Planet upptäckt i den närmaste stjärnans beboeliga zon

Astronomer har med hjälp av bland annat ESO:s teleskop funnit klara bevis för en planet som kretsar kring den närmaste stjärnan till jorden, Proxima Centauri. Den länge eftersökta planeten, som fått beteckningen Proxima b, gör ett varv runt sin svala, röda värdstjärna var 11:e dag. Dess temperatur är lagom för att flytande vatten ska kunna finnas på dess yta. Denna steniga värld med något högre massa än jorden är den närmast belägna exoplaneten. Den kan också vara den närmaste platsen utanför solsystemet som har möjligheten att uppehålla liv. En artikel som beskriver denna vetenskapliga milstolpe publiceras i tidsskriften Nature den 25 augusti 2016.

Proxima b

Planeten omkring Proxima Centauri som den skulle kunna se ut

Drygt fyra ljusår från vårt solsystem ligger en röd dvärgstjärna som fått namnet Proxima Centauri, just därför att den är den närmaste stjärnan till jorden efter solen. Denna svala stjärna, som ligger i stjärnbilden Kentauren, är för ljussvag för att kunna ses med blotta ögat. I rymden ligger den nära det mycket ljusstarkare stjärnparet känt som Alfa Centauri AB.

Under första halvåret 2016 studerades Proxima Centauri regelbundet med spektrografen HARPSESO:s 3,6-metersteleskop vid La Silla i Chile samtidigt som den bevakades av andra teleskop runt om i världen [1]. Detta var Pale Red Dot-kampanjen, inom vilken ett forskarlag lett av Guillem Anglada-Escudé vid Queen Mary University, London, sökte efter tecken på hur planetens gravitationella dragningskraft får stjärnan att vackla fram och tillbaka [2].

Med tanke på det stora allmänintresset delade forskarna med sig av kampanjens framsteg i realtid mellan januari och april 2016, både på Pale Red Dot-sajten och via sociala medier. Deras rapporter kompletterades med många populärvetenskapliga artiklar av specialister från hela världen.

Guillem Anglada-Escudé berättar om bakgrunden till denna unika planetjakt.

– De första svaga tecknen på en möjlig planet upptäcktes så tidigt som 2013, men detektionen var inte övertygande. Sedan dess har vi arbetat hårt med att få igång fortsatta mätningar med hjälp av ESO och andra. Den aktuella Pale Red Dot-kampanjen har vi planerat i ungefär två års tid, säger han.[1]

När mätningarna från Pale Red Dot kombinerades med tidigare observationer som genomfördes både vid ESO:s observatorier och på annat håll visade de tydliga tecken på ett verkligen spännande resultat. Ibland närmar sig Proxima Centauri oss med en hastighet på omkring 5 kilometer i timmen – en vanlig gånghastighet för en människa – och ibland avlägsnar den sig med samma hastighet. Detta regelbundna mönster av växlande radialhastigheter upprepar sig med en period på 11,2 dagar. Tack vare en noggrann analys kunde forskarna visa att dessa pyttesmå Dopplerförskjutningar tydde på att här finns en planet. Den har en massa på minst 1,3 gånger jordens och kretsar cirka 7 miljoner kilometer från Proxima Centauri, vilket är bara 5 procent av avståndet mellan jorden och solen [3].

Guillem Anglada-Escudé berättar om de senaste månadernas spänning.

– Varje dag under Pale Red Dot-kampanjens 60 nätter kollade jag att signalen stämde. De första 10 var lovande, de första 20 stämde väl överens med vad vi väntat oss. Vid 30 dagar var resultatet så gott som definitivt, så vi började skriva ett utkast på artikeln!

Röda dvärgar som Proxima Centauri är aktiva och föränderliga stjärnor som kan variera på sätt som skulle kunna härma tecken på en planet. För att utesluta detta bevakade forskarlaget noggrant stjärnans ljusstyrka under kampanjen med hjälp av San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory i Chile samt Las Cumbres-observatoriets teleskopnätverk. Radialhastighetsmätningar från när stjärnan genomgick utbrott uteslöts sedan från den slutgiltiga analysen.

Proxima b kretsar mycket närmare dess stjärna än Merkurius bana runt solen i vårt solsystem, men stjärnan är också långt ljussvagare än solen. En följd av detta är att Proxima b ligger mitt i den beboeliga zonen som omger stjärnan. Temperaturen på dess yta uppskattas kunna tillåta förekomsten av flytande vatten. Trots Proxima b:s tempererade bana kan förhållandena på dess yta påverkas starkt av utbrott i ultraviolett ljus och röntgenstrålning från stjärnan. Utbrotten väntas vara mycket mer intensiva än de som solen skickar mot jorden [4].

Proxima b

Så här föreställer sig ESO:s rymdkonstnär att planeten Proxima b ser ut. Planeten går i bana runt den röda dvärgstjärnan Proxima Centauri, solsystemets närmast belägna stjärna. Dubbelstjärnan Alfa Centauri AB syns också i bilden uppe till höger om Proxima. Proxima b, som är lite tyngre än jorden, har en bana som ligger inuti den beboeliga zonen runt Proxima Centauri, där temperaturen är lagom för att flytande vatten ska kunna existera på dess yta

I två andra artiklar tar forskarna upp frågan om beboeligheten hos Proxima b och dess möjliga klimat. De kommer fram till att flytande vatten kan finnas på planetens yta bara i dess soligaste trakter, antingen på det halvklotet som alltid riktas mot stjärnan (synkron rotation) eller i ett tropiskt bälte (3:2-resonansrotation). Klimatet på Proxima b är helt olikt jordens, på grund av den starka strålningen från värdstjärnan och hur planeten har bildats, och det är inte troligt att Proxima b har årstider.

Upptäckten blir början på omfattande nya observationer både med dagens instrument [5] och med nästa generationen av jätteteleskop så som E-ELT (European Extremely Large Telescope). Proxima b blir ett viktigt mål i jakten på bevis för liv på annat håll i universum. Alfa Centauri-systemet är dessutom målet för mänsklighetens första planerade försök att resa till ett annat stjärnsystem, projektet StarShot.

– Många exoplaneter har upptäckts och fler kommer att upptäckas. Men att leta efter den som är den närmaste möjliga motsvarighet till jorden och lyckas har varit ett minne för livet för oss alla. Bakom den här upptäckten ligger de berättelser och ansträngningar som många människor gjort och som nu kommit samman. Resultatet är också en hyllning till dem alla. Sökandet för liv på Proxima b ligger näst på tur, avslutar Guillem Anglada-Escudé.

Noter

[1] Utöver de nya mätningarna från Pale Red Dot-kampanjen innefattar forskningsartikeln bidrag från forskare som har observerat Proxima Centauri under många år. Dessa inkluderar medlemmar i det ursprungliga UVES/ESO M-dvärgprogrammet (Martin Kürster och Michael Endl) och pionjärer i sökandet av exoplaneter såsom R. Paul Butler. Det ingår även offentliga mätningar utförda av HARPS/Geneva-teamet under många år.

[2] Namnet Pale Red Dot spelar på Carl Sagans välkända referens till jorden som en blek blå prick. Eftersom Proxima Centauri är en röd dvärgstjärna badar den närliggande planeten i en blek röd glöd.

[3] Upptäckten som idag rapporteras har varit tekniskt möjlig under de senaste 10 åren. Svagare signaler av samma slag har tidigare kunnat upptäckas. Men stjärnor är inte släta bollar av gas och Proxima Centauri är en aktiv stjärna. Den tydliga upptäckten av Proxima b har endast blivit möjligt tack vare att forskare nu nått en detaljerad förståelse av hur stjärnan förändras på tidsskalor från minuter till decennier, och övervakat dess ljusstyrka med fotometriska teleskop.

[4] Utsträckningen i vilken en planet av det här slaget kan härbärgera vatten och jordlikt liv är ett ämne för intensiv men mestadels teoretisk debatt. Det är främst planetens närhet till stjärnan som väcker allvarliga frågor om huruvida liv kan vara möjlig på planeten. Till exempel låser troligen gravitationskrafter planeten så att en sida får ständigt dagsljus och den andra konstant natt. Planetens atmosfär kan också hålla på att långsamt avdunsta och dess kemi kan vara mycket mer komplex på grund av starkare ultraviolett och röntgenstrålning, framförallt under de första miljarder åren av stjärnans liv. Men inga av argumenten har kunnat bevisats vara entydiga och det är osannolikt att man kan lösa det utan bevis från direkta observationer och karaktärisering av planetens atmosfär. En liknande situation råder för planeterna som nyligen upptäcktes runt stjärnan TRAPPIST-1.

[5] Några metoder för att studera planetens atmosfär kräver att den passerar framför stjärnan och således låter stjärnljuset passera genom dess atmosfär på väg till jorden. Just nu finns det inga bevis på att Proxima b passerar framför värdstjärnan. Sannolikheten tycks vara liten, men just nu genomförs fortsatta observationer för att kontrollera om detta skulle kunna vara möjligt.

Intressant?
Läs även andra bloggares åsikter om , , , , , , , , ,

Planet med tre solar överraskar

En grupp av astronomer har använt instrumentet SPHERE som sitter på ESO:s Very Large Telescope för att studera den första planet som som hittills upptäckts i en vidsträckt bana hos en trippelstjärna. Sådana banor borde enligt forskare vara instabila, med följden att planeten snabbt kastas ut ur systemet. Ändå har den överlevt. Dess oväntade upptäckt tyder på att sådana system kan vara vanligare än man tidigare trott. Forskningsresultaten har publicerats i tidsskriften Sciences nätupplaga.
Trippelsol

I sagan om Star Wars var Luke Skywalkers hemplanet Tatooine en underlig värld med två solar på himlen. Nu har astronomer upptäckt en planet i ett stjärnsystem som är ännu mer exotiskt. Här skulle en observatör antingen uppleva ett konstant dagsljus – eller varje dag tre soluppgångar och solnedgångar, beroende på årstid, med årstider som varar längre än livstiden för en människa.

Denna nya värld upptäcktes av ett team av astronomer som leds av University of Arizona, USA, med hjälp av direkta bilder gjorda med ESO:s Very Large Telescope (VLT) i Chile. Planeten, HD 131399Ab [1], liknar inte någon tidigare känd värld – den följer den i särklass mest vidsträckta kända banan inuti ett system med flera stjärnor. Sådana banor är oftast instabila på grund av den komplexa och föränderliga gravitationskraften från de andra två stjärnorna i systemet. Forskare har hittills trott att det skulle vara osannolikt att planeter skulle upptäckas i stabila banor av den här sorten.

Exoplaneten HD 131399Ab befinner sig 320 ljusår bort från jorden i stjärnbilden Kentauren och är omkring 16 miljoner år gammal. Det gör den till en av de yngsta exoplaneterna som hittills upptäckts, och en av väldigt få planeter som man kunnat avbilda direkt. Med en temperatur på cirka 580 grader Celsius och en massa som beräknas till fyra gånger Jupiters är den också en av de kallaste och lättaste bland de exoplaneter som avbildats direkt.

– HD 131399Ab är en av de få exoplaneter som avbildats direkt. Den är också den första som befinner sig i en så intressant dynamisk konfiguration säger Daniel Apai, astronom vid University of Arizona, USA och en av medförfattarna till forskningsartikeln, i ett pressmeddelande.

– Under drygt halva planetens bana, som varar i 550 jordår, är tre stjärnor synliga på himlen. De två blekare stjärnornaligger alltid väldigt nära varandra, medan det synbara avståndet till den ljusaste stjärnan ändrar sig under året, tillägger Kevin Wagner, förstaförfattare till forskningsartikeln och upptäckaren av HD 131399Ab [2], i pressmeddelandet.

Kevin Wagner, som är en doktorand vid University of Arizona, identifierade planeten bland hundratals kandidatplaneter och ledde uppföljningsobservationerna för att bekräfta att den var en exoplanet.

Detta är också den första upptäckten av en exoplanet med instrumentet SPHERE på VLT. SPHERE är känslig för infrarött ljus, som gör det möjligt att upptäcka värmesignaturen från unga planeter. Instrumentet erbjuder även avancerade funktioner för att korrigera för atmosfäriska störningar och blockerar det annars bländande ljuset från deras värdstjärnor.

Upprepade och långa observationer kommer att behövas för att exakt bestämma planetens bana bland dess värdstjärnor. Men än så länge tyder observationer och beräkningar på följande scenario. Den ljusaste stjärnan, med beteckningen HD 131399A, har en massa som beräknas vara 80 procent tyngre än solen. Runt den kretsar de lättare stjärnorna, B och C, på ett avstånd av 300 ae (en astronomisk enhet, ae, är lika med medelavståndet mellan jorden och solen). Samtidigt kretsar B och C runt varandra som en snurrande hantel, åtskilda med ett avstånd som är ungefär detsamma som solen och Saturnus (10 ae).

I detta scenario färdas planeten HD 131399Ab runt stjärna A med en bana med radie 80 ae, ungefär dubbelt så stor som Plutos bana i vårt solsystem, som tar planeten ut till ungefär en tredjedel av avståndet mellan stjärna A och stjärnparet B/C. Författarna påpekar att en rad olika omloppsbanor är möjliga, och domen på systemets långsiktiga stabilitet kommer att behöva vänta på planerade uppföljningsobservationer som kommer att bättre bestämma planetens bana.

– Om planeten låg längre bort från systemets tyngsta stjärna skulle den kastas ut ur systemet. Våra datorsimuleringar har visat att denna typ av banor kan vara stabila, men om man bara ändrar saker lite grann, så kan banan väldigt snabbt bli instabil, förklarar Apai.

Planeter i ett system med flera stjärnor är speciellt intressanta för astronomer och planetforskare eftersom de ger ett exempel på hur mekanismen för planetbildningen fungerar i dessa mer extrema scenarier. System med flera stjärnor verkar exotiska för oss som befinner oss i bana runt en enskild stjärna, men multipla stjärnsystem är faktiskt lika vanliga som enskilda stjärnor.

– Det är inte klarlagt hur denna planet hamnade på sin vidsträckta bana i detta extrema system, och vi kan inte ännu säga vad detta betyder för vår bredare förståelse för denna typ av planetsystem. Men det visar att det finns mer variation därute än många hade trott skulle vara möjligt. Vad vi vet är att planeter i system med flera stjärnor har studerats mycket mer sällan än planeter i system med enskilda stjärnor, men potentiellt är de lika många, avslutar Kevin Wagner.

Noter
[1] De tre stjärnorna som ingår i systemet heter HD 131399A, HD 131399B och HD 131399C, i fallande ljusstyrka. Planeten kretsar omkring den ljusaste stjärna, därav dess beteckning HD 131399Ab.
[2] Under större delen av planetens år skulle stjärnorna se ut att vara nära varandra på himlen, vilket ger planeten är igenkännlig dag- och nattsida och varje dag med en unik trippel solnedgång och soluppgång. Allt eftersom planeten rör sig längs sin bana rör sig också stjärnorna längre bort från varandra för varje dag tills de når en punkt då en stjärnas nedgång sammanfaller med en annans uppgång – då har planeten ett nästan konstant dagsljus under en tredjedel av dess omloppsbana, eller ungefär 140 jordår.

Intressant?
Läs även andra bloggares åsikter om , , , , , , , ,

Tre potentiellt bebeoliga planeter hittade kring närliggande ultrasval stjärna

Med hjälp av teleskopet TRAPPIST vid ESO:s La Silla-observatorium har astronomer upptäckt tre planeter som kretsar kring en ultrasval dvärgstjärna bara 40 ljusår från jorden. Dessa världar, som är jämförbara med Venus och jorden i både storlek och temperatur, är de bästa målen hittills för forskare som söker efter liv utanför solsystemet. De är också de första planeterna som hittats hos en sådan pytteliten och ljussvag stjärna. .

Ett forskarlag lett av astronomen Michaël Gillon vid Institutet för astrofysik och geofysik vid Lièges universitet i Belgien har använt det belgiska teleskopet TRAPPIST [1] för att observera stjärnan 2MASS J23062928-0502285, nu även känd som TRAPPIST-1. De upptäckte att vid jämna mellanrum bleknade stjärnan lite grann, vilket tydde på att flera föremål passerade mellan stjärnan och jorden [2]. En detaljerad analys visade sedan att här fanns tre planeter, var och en ungefär lika stor som jorden.

TRAPPIST-1 är en ultrasval dvärgstjärna. Den är mycket svalare och rödare än solen, och knappt större än Jupiter. Sådana stjärnor är både mycket vanligt förekommande i Vintergatan och väldigt långlivade, men det är första gången som planeter har hittats kring en av dem. Trots att den ligger så nära jorden är stjärnan för ljussvag och för röd för att kunna ses med blotta ögat, eller ens med ett större amatörteleskop. Den ligger i stjärnbilden Vattumannen.

Emmanuël Jehin, medförfattare till den nya studien, tycker att de nya resultaten är spännande.

– Det här innebär verkligen ett paradigmskifte vad gäller planetpopulationen och vägen mot att hitta liv i universum. Fram tills nu har förekomsten av “röda världar” som kretsar kring ultrasvala dvärgstjärnor var rent teoretisk. Men nu har vi inte bara en ensam planet runt en sådan ljussvag, röd stjärna, utan ett helt system med tre planeter! säger han i ett pressmeddelande från ESO.

Michaël Gillon, förstaförfattare till forskningsartikeln som beskriver upptäckten, förklarar betydelsen av de nya fynden.

– Varför försöker vi detektera jordliknande planeter hos de minsta och svalaste stjärnorna i solens omgivning? Skälet är enkelt: system kring dessa pyttestjärnor är de enda ställen som vi med dagens teknik kan detektera liv på en jordstor planet. Så om vi vill hitta liv på annat håll i universum är det här som vi borde börja leta, säger han.

Astronomer kommer att söka efter tecken på liv genom att studera hur atmosfären på en planet som passerar framför sin stjärna påverkar det stjärnljus som når jorden. För jordstora planeter som kretsar kring de flesta stjärnor överglänses denna väldigt lilla effekten helt av stjärnans starka ljus. Bara i fallet röda, ultrasvala dvärgstjärnor – som TRAPPIST-1 – är effekten stor nog för att kunna registreras.

Uppföljningsobservationer med större teleskop, bland dem med instrumentet HAWK-I på ESO:s 8-metersteleskop Very Large Telescope (VLT) i Chile, har visat att planeterna runt TRAPPIST-1 har storlekar som liknar jordens. Två av planeterna har omloppstider på ungefär 1,5 dygn respektive 2,4 dygn; den tredje planeten har en mindre välbestämd omloppstid på mellan 4,5 och 73 dagar.

– Med så korta omloppstider ligger planeterna mellan 20 och 100 gånger närmare sin stjärna än jordens bana kring solen. Detta planetsystem har en struktur vars skala snarare liknar Jupiters månar än solsystemets, förklarar Michaël Gillon.

Trots att de kretsar väldigt nära sin lilla värdstjärna tar de två inre planeterna emot bara fyra gånger respektive dubbelt så mycket strålning som jorden får från solen, därför att deras stjärna är mycket ljussvagare än solen. De ligger därför närmare stjärnan än systemets beboeliga zon, men det är också möjligt att deras ytor har beboeliga delar. Den tredje, yttre planetens bana är ännu inte välbestämd. Den fångar troligen upp mindre strålning än jorden men kanske ändå tillräckligt mycket för att ligga i den beboeliga zonen.

Julien de Wit, astronom vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA, är också medförfattare till studien.

– Tack vare att flera jätteteleskop nu håller på att byggas, bland dem ESO:s E-ELT och NASA/ESA/CSA:s James Webb Space Telescope som ska sändas upp 2018, kommer vi snart att kunna studera atmosfärernas sammansättning hos dessa planeter och utforska först deras vatten, och sedan efter spår av biologisk aktivitet. Det är ett jättekliv i sökandet efter liv i universum, fastslår han.

Detta arbete öppnar upp ett nytt fält för exoplanetjägare därför att omkring 15 procent av stjärnorna i solens närhet är ultrasvala dvärgstjärnor. Det visar dessutom att sökandet efter exoplaneter har nu intagit ett nytt territorium, nämligen det som tillhör jordens potentiellt bebeoliga kusiner. TRAPPIST:s kartläggning är en prototyp för ett mer ambitiöst projekt, kallat SPECULOOS, som kommer att installeras vid ESO:s Paranalobservatorium [3].

Intressant?
Läs även andra bloggares åsikter om , , , , , , , , , , , ,

Noter

[1] TRAPPIST (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) är ett belgiskt, robotstyrt, 0,6-metersteleskop som drivs från Lièges universitet och ligger vid ESO’s La Silla Observatory i Chile. Teleskopet ägnar en större del av sin tid på att bevaka ljuset från ett 60-tal av de närmaste ultrasvala dvärgstjärnorna och bruna dvärgar (“stjärnor” vars massor inte riktigt är tillräckliga för att hålla igång fusionsreaktioner i sina kärnor) – allt för att leta efter tecken på planetpassager. Målet i detta fall, TRAPPIST-1, är en ultrasval dvärgstjärna med omkring 0,05 procent av solens luminositet och en massa på cirka 8 procent av solens.

[2] Detta är en av de vanligaste metoderna som astronomer använder för hitta planeter runt andra stjärnor än solen. De tittar på ljuset från stjärnan för att försöka upptäcka om en del av ljuset blockeras när planeten passerar framför värdstjärnan längs siktlinjen mot jorden. Det kallas för en passage. Allt medan planeten kretsar kring solen förväntar man sig att kunna se små, regelbundna minskningar av ljuset från stjärnan när planeten passerar framför den.

[3] SPECULOOS är till största del finansierat av det Europeiska forskningsrådet ERC och leds också av Lièges universitet. Fyra robotstyrda enmeterstelekop kommer att installeras vid Paranalobservatoriet under de närmaste fem åren med mål att söka efter beboeliga planeter hos omkring 500 ultrasvala stjärnor

ESO-kalendern 2016

ESO-kalendern 2016 är en skitsnygg årskalender att ha på väggen för den som gillar astronomi, rymden och science-fiction. Jag har ett exemplar som bara dök upp i min brevlåda en dag.

ESO Calendar 2016

ESO-kalendern 2016.  Källa: Y. Beletsky (LCO)/ESO

Omslagsbilden som syns ovan föreställer ESO:s Very Large Telescope (VLT) som observerar ett område runt det supermassiva svarta hålet i Vintergatans (vår galax) mitt. Kalendern är full med snygga och fantastiska bilder från rymden och från ESO rymdobservatorium i norra Chile:

Highlights include Comet Lovejoy glowing emerald green above ESO’s La Silla Observatory for the month of February, and the most detailed image ever taken of the strange Medusa Nebula for September. In June, the sharpest image taken so far by ALMA — sharper than is routinely achieved with the NASA/ESA Hubble Space Telescope in visible light — shows the protoplanetary disc surrounding the young star HL Tauri. Each month also marks the dates of lunar phases.

Läs även andra bloggares åsikter om , , , , ,

Första synliga exoplaneten – Pegasi 51 b

Astronomer har hittills hittat nästan 2 000 så kallade exoplaneter. Planeter som cirkulerar kring andra stjärnor än vår sol. Sökmetoden har främst varit att mäta ljusförändringar från en stjärna som uppstår när en himlakropp rör sig över stjärnans yta. Men nu har astronomer för första gången kunnat registrera en exoplanets spektrum i reflekterat synligt ljus.

51 Pegasi b
Astronomer har använt planetjägaren HARPS vid ESO:s La Sillaobservatorium i Chile för att för första gången registrera en exoplanets spektrum i reflekterat, synligt ljus. Dessa observationer avslöjade nya egenskaper hos en berömd exoplanet: 51 Pegasi b var den första som upptäcktes runt en normal stjärna. Resultaten lovar en spännande framtid för den här tekniken, framförallt med intåget av nästa generations instrument, som till exempel ESPRESSO på VLT, och framtida teleskop såsom E-ELT.

Exoplaneten 51 Pegasi b [1] ligger cirka 50 ljusår bort från jorden i stjärnbilden Pegasus. Den upptäcktes 1995 och kommer för alltid att bli ihågkommen som den första bekräftade exoplaneten som upptäcktes gå i bana runt en normal, solliknande stjärna [2]. Den anses också vara urtypen av en het Jupiter – en klass av planeter som vi nu vet är vanliga. Dessa planeter har storlek och massa liknande Jupiters, men kretsar mycket närmare sina värdstjärnor.

Sedan denna milstolpe har mer än 1900 exoplaneter i 1200 planetsystem bekräftats. Men lagom till tjugoårsdagen av denna upptäckt återvänder 51 Pegasi b återigen till rampljuset för ytterligare ett framsteg i exoplanetstudier.

Forskargruppen bakom den nya upptäckten leds av Jorge Martins, astronom vid Institutet för astrofysik och rymdvetenskap (IA) och Portos universitet i Portugal och för närvarande doktorand vid ESO i Chile. Forskarna använde instrumentet HARPSESO:s 3.6-meterteleskop vid La Sillaobservatoriet i Chile.

Den just nu mest använda metoden för att undersöka en exoplanets atmosfär är genom att observera värdstjärnans spektrum när det filtreras genom planetens atmosfär när den passerar framför stjärnan – metoden kallas transmissionsspektroskopi. Ett alternativ till detta är att observera systemet när stjärnan passerar framför planeten, vilket huvudsakligen ger information om exoplanetens temperatur.

Med denna nya metod behöver man inte hitta en planet som passerar framför sin värdstjärna sett från jorden. Därmed kan metoden användas för att studera många fler exoplaneter. Det gör det möjligt att direkt observera planetens spektrum i synligt ljus, vilket innebär att man kan studera egenskaper hos planeten som man inte kommer åt med andra metoder.

Värdstjärnans spektrum används som en mall i en sökning i mätningarna efter en liknande signatur av stjärnljus som reflekterats från planeten när den går i sin bana runt stjärnan. Detta är en ytterst svår uppgift eftersom en planet lyserotroligt mycket svagare i jämförelse med sin bländande värdstjärna.

Signalerna från planeten översvämmas lätt av andra små störningar och källor till brus i mätningarna [3]. Att den nya metoden ändå kunnat framgångsrikt användas med HARPS’ observationer av 51 Pegasi b ger ett värdefullt bevis på att den har framtiden för sig.

– En observationsmetod av den här typen är vetenskapligt väldigt viktig. Den gör det möjligt för oss att bestämma bådeplanetens massa och inklinationen på dess bana, vilka i sin tur är grundkrav för att vi ska kunna förstå systemet bättre. Det gör det också möjligt att uppskatta planetens reflektivitet, eller albedo, vilket kan användas för att dra slutsatser om sammansättningen av både planetens yta och dess atmosfär, förklarar Jorge Martins.

Forskarna fann att 51 Pegasi b är drygt hälften så tung som Jupiter och går i en bana som lutar med cirka nio graderjämfört med siktlinjen mot jorden [4]. Planeten verkar också vara större i diameter än Jupiter och har en hög reflektivitet. Dessa är typiska egenskaper för en het Jupiter som kretsar väldigt nära sin värdstjärna och som utsätts för intensivt stjärnljus.

HARPS var avgörande för forskargruppens arbete, men att detta resultaten kunde uppnås redan med ESO:s 3.6-meterteleskop är goda nyheter för astronomer. Teleskopet har relativt begränsade förutsättningar att kunna tillämpa den nya metoden, och kommer att överträffas av betydligt mer avancerade instrument på större teleskop, såsom ESO:s Very Large Telescope och det framtida European Extremely Large Telescope [5].

Nuno Santos, också astronom vid IA och vid Portos universitet, är medförfattare till den nya artikeln.

– Vi väntar nu ivrigt på första ljuset från spektrografen ESPRESSO vid VLT så att vi kan utföra mer detaljerade studier av denna och andra planetsystem, avslutar han.

Anarres/ESO

Noter
[1] Både 51 Pegasi b och dess värdstjärna 51 Pegasi är några av objekten som är tillgängliga för att namnges av allmänheten i IAU:s tävling NameExoWorlds.
[2] Tidigare upptäcktes två planeter som kretsar i de mer extrema miljöerna omkring en pulsar.
[3] Utmaningen kan jämföras med att försöka studera det svaga ljuset som reflekteras från en liten insekt som flyger runt en avlägsen men mycket ljusstark lampa.
[4] Detta betyder att planeten går i en bana som nästan korsar siktlinjen mot jorden, men den kommer inte tillräckligt nära den för att planeten ska kunna ses passera framför värdstjärnan.
[5] Instrument som ESPRESSO på VLT, och längre framåt andra mer kraftfulla instrument vid mycket större teleskop som till exempel E-ELT, kommer ge väsentliga förbättringar i både precision och känslighet. Detta hjälper vid upptäckten av små exoplaneter och samtidigt ger mer detaljerad kunskap om planeter som liknar 51 Pegasi b.

Intressant?
Läs även andra bloggares åsikter om , , , , , , , ,