01.02.17: For første gang har man klart å filme banebevegelsene til planeter rundt en annen stjerne – et ungt planetsystem ca. 129 lysår fra Jorden i stjernebildet Pegasus.

Av Anne Mette Sannes og Knut Jørgen Røed Ødegaard

Selv med nøyaktige observasjoner tilbake til 2009, trenger gasskjempene mye lenger tid på å fullføre et omløp rundt moderstjernen. De ytterste planetene bruker flere hundre år på en runde. Streken nederst i filmen viser en avstand svarende til 20 ganger avstanden Jorden – Solen.
Foto: Jason Wang / Christian Marois

Tidligere har man kun vært i stand til å oppdage exoplaneter med indirekte metoder, men de siste årene har man også vært i stand til å ta direkte bilder. Planeter i seg selv sender ikke ut lys, men reflekterer lys fra sine moderstjerner.

Men å filme planeter i bane rundt en annen stjerne er definitivt nytt! De fire planetene som nå er filmet ble oppdaget i 2008, og planetene går i baneresonans med 1:2:4:8, dvs. at planetenes omløpstider fordobles for hver planet man kommer utover, noe som inspirerte avgangsstudenten Wang på det NASA-sponsede programmet NEXUs for Exoplanet Science til å forsøke å filme planetenes kosmiske dans. Planetene befinner seg i et relativt ganske ungt stjernesystem (HR 8799) ca. 129 lysår fra Jorden i retning stjernebildet Pegasus. De tre ytterste planene er synlig selv i et lite 1,5 meter stort teleskop.

Wang benyttet bilder tatt med et 10 meter stort teleskop ved Keck-observatoriet på Hawaii over en periode på syv år. For å kunne observere det svake lyset fra planetene, er moderstjernen dekket til. Filmen dekker bare en liten del av planetenes omløp, men på en praktfull måte viser den likevel banebevegelsene i et fjernt solsystem og viser at det er en resonans mellom banene til de fire planetene.

I 2010 klarte man for aller første gang å ta direkte bilder av flere planeter rundt en annen stjerne, nemlig av tre av planetene i nettopp dette planetsystemet. Tre av de fire exoplanetene, HR 8799 b, c, og d, ble oppdaget i 2008 på bilder tatt av Christian Marois ved the National Research Council of Canada’s Herzberg Institute of Astrophysics. Omtrent samtidig oppdaget en gruppe ved Berkeley-universitetet i USA en planet også rundt stjernen Fomalhaut ved hjelp av direkte bilder. Alle disse planetene er gasskjemper av omtrent samme størrelse og masse, mellom 1,2 og 1,3 ganger Jupiters diameter og 7–10 ganger større masse. HR 8799 d, b, og c befinner seg henholdsvis 27, 42, og 68 astronomiske enheter (AE, tilsvarende avstanden Jorden – Solen) fra moderstjernen.

Dette bildet fra 2010 viser tre av de fire kjente planetene som går i bane rundt stjernen HR 8799, og dette er første gang et så lite teleskop, mindre enn et voksent menneske, har blitt brukt til å ta direkte bilder av en exoplanet.
Foto: NASA/JPL-Caltech/Palomar Observatory

I ettertid innså gruppen at planetene hadde blitt observert allerede i 1998 ved hjelp av romteleskopet Hubble. Informasjonen om planetene hadde ligget i Hubble-bildene hele tiden, men nyutviklede billedbehandlingsmetoder gjorde det mulig å oppdage planetene. Den fjerde planeten, HR 8799 e, ble oppdaget ved hjelp av observasjoner gjort i 2009 og 2010. Denne befinner seg nærmest moderstjernen, men likevel 15 ganger lenger unna enn avstanden Solen – Jorden. Omløpstidene til de fire planetene er 49, 112, 225 og 450 år.

Bilde av HR 8799 (venstre) tatt med romteleskopet Hubble i 1998 ble behandlet for å fjerne stjernelys (midten). Til høyre er planetsystemet illustrert.
Foto og illustrasjon: NASA/ESA/STScI/R. Soummer

I 2004 klarte man å ta det første direkte bildet av en exoplanet, nemlig planeten 2M1207b – en planet større enn Jupiter og som går i bane rundt en brun dverg:

Bildet av planeten 2M1207b er tatt i infrarødt lys.
Foto: European Southern Observatory (ESO)

Basert på det relativt store billedmaterialet bestemte Wang seg for å lage filmen som viser hvor spennende letingen etter exoplaneter kan være. I fremtiden vil det bli mulig å ta spektre av planetenes atmosfærer for å studere deres sammensetning, og for å sammenligne med gasskjempene i vårt eget solsystem. Siden planetsystemet rundt HR 8799 bare er 40 millioner år gammelt, kan vi finne ut mye om hvordan planeter blir til. De uvanlig vide planetbanene kan også tyde på at planetsystemet ikke er stabilt, og muligens kan en eller flere planeter bli kastet ut en gang i fremtiden.

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Universe Today: Four Planet System Directly Images in Motion

Wikipedia om HR 8799