Første bekreftede bilde av en planet under dannelse!
02.07.18: Et stort internasjonalt forskerteam har ved hjelp av ESOs Very Large Telescope (VLT) tatt dette spektakulære bildet av planetdannelse rundt den unge stjernen PDS 70, en oransje dvergstjerne rundt 370 lysår fra Jorden i stjernebildet Kentauren.
av Anne Mette Sannes og Knut Jørgen Røed Ødegaard
SPHERE, et instrument på ESOs Very Large Telescope (VLT) som brukes til å lete etter planeter, har tatt det første bekreftede bildet av en planet som er i ferd med å dannes i en støvskive rundt en ung stjerne. Planeten graver seg vei gjennom den protoplanetariske skiven av støv og gass rundt den unge stjernen PDS 70. Dataene tyder på at planetens atmosfære er skyet
Foto: ESO/A. Müller et al.
Ved hjelp av SPHERE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT), et av verdens kraftigste instrumenter i jakten på exoplaneter, gjorde teamet den første sikre oppdagelsen av en ung planet som etter gjeldende regler for navn på explaneter har fått navnet PDS 70b. Planeten graver seg vei gjennom materialet som omgir stjernen og som denne planeten er dannet fra. Den unge stjernen som har rundt 0,82 solmasser, er rundt 10 millioner år gammel. Til sammenligning er vår egen sol 4,6 milliarder år gammel. PDS 70 befinner seg ca. 370 lysår fra Jorden i stjernebildet Kentauren.
Eksistensen av den protoplanetariske skiven rundt PDS 70 ble først foreslått i 1992 og bekreftet i 2006 sammen med en jet-lignende struktur. Skiven har en radius på ca. 140 AE. (140 ganger avstanden Solen–Jorden). I 2012 ble det oppdaget en stor åpning rundt 65 AE fra stjernen og som man antok var forårsaket av planetdannelse. Senere fant man at åpningen hadde flere områder: store støvkorn var fraværende ut til 80 AE, mens små støvkorn kun var fraværende ut til det tidligere observerte 65 AE. Det er en asymmetri i formen på åpningen, noe som indikerer at det sannsynligvis er flere planeter som innvirker på denne og også på distribusjonen av støv.
SPHERE-instrumentet gjorde teamet i stand til å måle planetens lysstyrke på ulike bølgelengder slik at egenskaper i planetens atmosfære kunne avdekkes.
Film om oppdagelsen av planeten som er i ferd med å dannes.
Film: ESO
I de nye observasjonene er planeten svært tydelig og er synlig som et lysende punkt til høyre for det formørkede sentrum i bildet. Planeten befinner seg rundt 3 milliarder kilometer fra stjernen, noe som tilsvarer avstanden mellom Uranus og Solen. Analysene viser at PDS 70b er en gasskjempe med masse en del ganger større enn Jupiters. Planetens overflatetemperatur er på rundt 1000°C, noe som gjør den mye varmere enn noen av planetene i vårt eget solsystem. Den høye temperaturen skyldes at planeten fortsatt er i en dannelsesfase. Temperaturen vil imidlertid synke betydelig etter hvert som planeten blir eldre og vil etter noen milliarder år trolig bli like kald som gasskjempene i vårt solsystem.
Det formørkede området i sentrum av bildet skyldes at bildet er tatt ved hjelp av en koronograf, en maske som blokkerer for det blendende lyset fra moderstjernen og som gjør forskerne i stand til å oppdage den mye mer lyssvake skiven og dermed også planeten.
På samme måte som Månen blokkerer for lyset ved en total solformørkelse, skal dette utstyret skygge for lyset fra moderstjernen slik at exoplaneter kan bli fotografert.
Illustrasjon: NASA/JPL
Slike skiver rundt unge stjerner er fødesteder for planeter, men hittil er det kun blitt gjort en håndfull observasjoner som har oppdaget tegn på at at de inneholder nydannede planeter – de fleste av planetkandidatene kunne ha vist seg å bare være fysiske egenskaper ved skiven.
Oppdagelsen av stjernens unge ledsager er et spennende vitenskapelig resultat som allerede har gjort seg fortjent til videre undersøkelser. Et annet team (inkludert flere av astronomene fra oppdagerteamet), har de siste månedene fulgt opp de opprinnelige observasjonene for å undersøke stjernens nydannede planet mer i detalj. Ikke bare klarte de å få et spektakulært og klart bilde av planeten som vises her, de klarte også å utføre spektroskopi. Analyser av dette tyder på at planetens atmosfære er skyet.
Planeten har gravd ut en såkalt overgangsskive– en protoplanetarisk skive med et gigantisk hull i midten. Disse indre åpningene har vært kjent i flere tiår, og det har vært spekulert hvorvidt de har blitt dannet av et samspill mellom skiven og en planet. Nå kan vi for første gang se planeten!
Resultatene gir ny og etterlengtet kunnskap om de tidlige fasene av planetdannelse siden forskerne har hatt behov for å observere en planet i en ung planetarisk skive for virkelig å kunne forstå prosessene bak planetdannelse.
Ved å fastslå planetenes atmosfæriske og fysiske egenskaper blir det nå også mulig for astronomene å teste teoretiske modeller for planetdannelse.
Disse fire protoplanetariske skivene ble fotografert av romteleskopet Hubble i 1995, og dette var første gang vi fikk se slike skiver i detalj.
Foto: Mark McCaughrean (Max-Planck-Institute for Astronomy), C. Robert O'Dell (Rice University), and NASA/ESA
Forskerne forsøker også å finne ut hvordan vårt eget solsystem ble dannet; Romsonden Juno kom frem til Jupiter i juli 2017. Nest etter Solen er gassplaneten Jupiter det mest dominerende objektet i Solsystemet, og som følge av planetens størrelse og det faktum at Jupiter var den første av planetene som ble dannet, har den hatt en sterk påvirkning på utviklingen av de andre planetene. Bildet av den nydannede planeten rundt stjernen PDS 70 vil kunne gi et viktig bidrag til vår kunnskap om planetdannelse.
Bildene av den støvdekkede fødselen av en planet var kun mulig som følge av de imponerende ferdighetene til ESOs SPHERE-instrument som studerer exoplaneter og skiver rundt nære stjerner ved hjelp av en teknikk kjent som høykontrast-fotografering – en utfordrende prestasjon. Selv om lyset fra stjernen blokkeres ved hjelp av en koronograf, må SPHERE fortsatt benytte finurlig utformede observasjonsstrategier og databehandlingsteknikker for å filtrere skille ut signal fra svake planeter rundt unge, lyssterke stjerner på ulike bølgelengder og på ulike utviklingstrinn.
Thomas Henning, direktør ved Max Planck Instituttet og leder av teamene oppsummerer det vitenskapelige eventyret slik: “Etter mer enn et tiår med ekstrem innsats for å bygge dette høyteknologiske utstyret, gjør SPHERE oss nå i stand til å høste fruktene med oppdagelsen av nyfødte planeter»
Himmelen rundt den lyssvake, oransje dvergstjernen PDS 70 (midt i bildet). Den lyssterke blå stjernen er X Centauri.
Foto: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!
Hva kan du se i kveld?
Følg med på planeter, stjerner og månefaser samt spennende fenomener som f.eks. nordlys, perlemorskyer, lysende nattskyer m.m.
Les mer