European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT) har tagit den första bilden någonsin av en ung, solliknande stjärna åtföljd av två gigantiska exoplaneter. Bilder av system med flera exoplaneter är extremt sällsynta, och – fram till nu – hade astronomer aldrig direkt observerat mer än en planet som kretsade runt en stjärna som liknar solen. Observationerna kan hjälpa astronomer att förstå hur planeter bildades och utvecklades runt vår egen sol. Kredit:European Southern Observatory
European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT) har tagit den första bilden någonsin av en ung, solliknande stjärna åtföljd av två gigantiska exoplaneter. Bilder av system med flera exoplaneter är extremt sällsynta, och – fram till nu – hade astronomer aldrig direkt observerat mer än en planet som kretsar kring en stjärna som liknar solen. Observationerna kan hjälpa astronomer att förstå hur planeter bildades och utvecklades runt vår egen sol.
För bara några veckor sedan, ESO avslöjade att ett planetsystem föds i en ny, fantastisk VLT-bild (www.eso.org/public/news/eso2008). Nu, samma teleskop, med samma instrument (www.eso.org/public/teles-instr … vlt/vlt-instr/sphere), har tagit den första direkta bilden av ett planetsystem runt en stjärna som vår sol, ligger cirka 300 ljusår bort och känd som TYC 8998-760-1.
"Denna upptäckt är en ögonblicksbild av en miljö som är väldigt lik vårt solsystem, men i ett mycket tidigare skede av sin utveckling, säger Alexander Bohn, en Ph.D. student vid Leiden University i Nederländerna, som ledde den nya forskningen som publicerades idag i Astrofysiska tidskriftsbrev .
"Även om astronomer indirekt har upptäckt tusentals planeter i vår galax, endast en liten bråkdel av dessa exoplaneter har avbildats direkt, " säger medförfattaren Matthew Kenworthy, Docent vid Leidens universitet, och tillägger att "direkta observationer är viktiga i sökandet efter miljöer som kan stödja liv." Direkt avbildning av två eller flera exoplaneter runt samma stjärna är ännu mer sällsynt; endast två sådana system har direkt observerats hittills, båda runt stjärnor som skiljer sig markant från vår sol. Den nya ESO:s VLT-bild (www.eso.org/public/teles-instr … anal-observatory/vlt) är den första direkta bilden av mer än en exoplanet runt en solliknande stjärna. ESO:s VLT var också det första teleskopet som direkt avbildade en exoplanet, redan 2004, när den fångade en ljusfläck runt en brun dvärg, en typ av "misslyckad" stjärna.
Första bilden någonsin av ett multiplanetsystem runt en solliknande stjärna. Kredit:European Southern Observatory
"Vårt team har nu kunnat ta den första bilden av två gasjättens följeslagare som kretsar runt en ung, solar analog, säger Maddalena Reggiani, en postdoktor från KU Leuven, Belgien, som också deltog i studien. De två planeterna kan ses på den nya bilden som två ljusa ljuspunkter på avstånd från sin moderstjärna, som är placerad uppe till vänster på ramen. Genom att ta olika bilder vid olika tidpunkter, teamet kunde skilja dessa planeter från bakgrundsstjärnorna.
De två gasjättarna kretsar runt sin värdstjärna på avstånd av 160 och cirka 320 gånger avståndet mellan jorden och solen. Detta placerar dessa planeter mycket längre bort från sin stjärna än Jupiter eller Saturnus, även två gasjättar, är från solen; de ligger på bara fem och tio gånger avståndet mellan jorden och solen, respektive. Teamet fann också att de två exoplaneterna är mycket tyngre än de i vårt solsystem, den inre planeten har 14 gånger Jupiters massa och den yttre sex gånger.
Bohns team avbildade detta system under deras sökande efter unga, gigantiska planeter runt stjärnor som vår sol men mycket yngre. Stjärnan TYC 8998-760-1 är bara 17 miljoner år gammal och belägen i den södra stjärnbilden Musca (Flugan). Bohn beskriver det som en "mycket ung version av vår egen sol."
Denna bilden, fångade av SPHERE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope, visar stjärnan TYC 8998-760-1 åtföljd av två gigantiska exoplaneter, TYC 8998-760-1b och TYC 8998-760-1c. Detta är första gången som astronomer direkt har observerat mer än en planet som kretsar kring en stjärna som liknar solen. De två planeterna är synliga som två ljusa prickar i mitten (TYC 8998-760-1b) och längst ner till höger (TYC 8998-760-1c) av ramen, noteras med pilar. Andra ljusa prickar, som är bakgrundsstjärnor, syns också på bilden. Genom att ta olika bilder vid olika tidpunkter, teamet kunde skilja planeterna från bakgrundsstjärnorna. Bilden togs genom att blockera ljuset från de unga, solliknande stjärna (överst till vänster i mitten) med hjälp av en koronagraf, vilket gör att de svagare planeterna kan upptäckas. De ljusa och mörka ringarna vi ser på stjärnans bild är optiska artefakter. Kredit:ESO/Bohn et al.
Dessa bilder var möjliga tack vare SPHERE (www.eso.org/public/teles-instr … vlt/vlt-instr/sphere)-instrumentet på ESO:s VLT i den chilenska Atacamaöknen. SPHERE blockerar det starka ljuset från stjärnan med hjälp av en enhet som kallas coronagraph (en.wikipedia.org/wiki/Coronagraph), så att de mycket svagare planeterna kan ses. Medan äldre planeter, som de i vårt solsystem, är för coola för att hittas med den här tekniken, unga planeter är hetare, och så lyser starkare i infrarött ljus. Genom att ta flera bilder under det senaste året, samt att använda äldre data som går tillbaka till 2017, forskargruppen har bekräftat att de två planeterna är en del av stjärnans system.
Ytterligare observationer av detta system, inklusive med det framtida ESO Extremely Large Telescope (ELT), kommer att göra det möjligt för astronomer att testa om dessa planeter bildades på deras nuvarande plats långt från stjärnan eller migrerade från någon annanstans. ESO:s ELT kommer också att hjälpa till att undersöka interaktionen mellan två unga planeter i samma system. Bohn avslutar:"Möjligheten att framtida instrument, som de som finns tillgängliga på ELT, kommer att kunna upptäcka planeter med ännu lägre massa runt denna stjärna markerar en viktig milstolpe i förståelsen av multiplanetsystem, med potentiella konsekvenser för vårt eget solsystems historia."
