Astronomer finder den første jordlignende planet i den beboelige zone

Astronomer har opdaget den mest jordlignende planet uden for vores solsystem til dato, en exoplanet med en radius kun 50% større end Jorden og med mulighed for at have flydende vand. Ved hjælp af ESO’s 3,6-m-teleskop har et hold af schweiziske, franske og portugisiske forskere opdaget en superjord, der er ca. fem gange så tung som Jorden, og som kredser om en rød dværg, der allerede er kendt for at rumme en planet med Neptun-masse. Astronomerne har også stærke beviser for tilstedeværelsen af en tredje planet med en masse på omkring 8 jordmasser.

Denne exoplanet – som astronomer kalder planeter omkring en anden stjerne end Solen – er den mindste, der hidtil er fundet, og den fuldfører et fuldt kredsløb på 13 dage. Den er 14 gange tættere på sin stjerne, end Jorden er fra Solen. Men da dens værtsstjerne, den røde dværg Gliese 581 , er mindre og koldere end Solen – og dermed mindre lysstærk – ligger planeten ikke desto mindre i den beboelige zone, dvs. det område omkring en stjerne, hvor der kan være flydende vand! Planeten hedder Gliese 581 c.

“Vi har anslået, at middeltemperaturen på denne superjord ligger mellem 0 og 40 grader Celsius, og at vandet derfor ville være flydende”, forklarer Stéphane Udry fra Observatoriet i Genève (Schweiz) og hovedforfatter på den artikel, der rapporterer om resultatet. “Desuden skulle dens radius kun være 1,5 gange Jordens radius, og modellerne forudsiger, at planeten enten skulle være stenet – som vores Jord – eller helt dækket af oceaner,” tilføjer han.

“Flydende vand er afgørende for liv, som vi kender det,” erklærer Xavier Delfosse, medlem af holdet fra universitetet i Grenoble (Frankrig). “På grund af dens temperatur og relative nærhed vil denne planet højst sandsynligt være et meget vigtigt mål for fremtidige rummissioner, der er dedikeret til at søge efter udenjordisk liv. På universets skattekort ville man være fristet til at markere denne planet med et X.”

Værtsstjernen, Gliese 581, er blandt de 100 nærmeste stjerner til os og ligger kun 20,5 lysår væk i stjernebilledet Libra (“Vægten”). Den har en masse på kun en tredjedel af Solens masse. Sådanne røde dværge er i sig selv mindst 50 gange svagere end Solen og er de mest almindelige stjerner i vores galakse: blandt de 100 stjerner, der er tættest på Solen, tilhører 80 denne klasse.

“Røde dværge er ideelle mål for eftersøgning af planeter med lav masse, hvor der kan være flydende vand. Fordi sådanne dværge udsender mindre lys, er den beboelige zone meget tættere på dem, end den er omkring Solen”, understreger Xavier Bonfils, der er medarbejder på universitetet i Lissabon. Planeter, der ligger i denne zone, kan så lettere opdages med radialhastighedsmetoden , som er den mest succesfulde metode til at opspore exoplaneter.

For to år siden fandt det samme hold af astronomer allerede en planet omkring Gliese 581 (se ESO’s pressemeddelelse eso0539). Den har en masse på 15 jordmasser, dvs. svarende til Neptuns masse, og den kredser om sin værtsstjerne på 5,4 dage. På det tidspunkt havde astronomerne allerede set antydninger af en anden planet. De fik derfor foretaget et nyt sæt målinger og fandt den nye superjord, men også klare tegn på en anden, en planet med en masse på 8 jordmasser, der fuldfører en bane på 84 dage. Planetsystemet omkring Gliese 581 indeholder således ikke mindre end 3 planeter på 15 jordmasser eller mindre, og er som sådan et ganske bemærkelsesværdigt system.

Det er takket være HARPS (High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searcher), verdens måske mest præcise spektrograf, at opdagelsen blev gjort. HARPS, der er placeret på ESO’s 3,6-m-teleskop i La Silla i Chile, er i stand til at måle hastigheder med en præcision bedre end en meter i sekundet (eller 3,6 km/t)! HARPS er et af de mest succesfulde instrumenter til detektering af exoplaneter og har allerede flere nylige rekorder, herunder opdagelsen af endnu en “Trio of Neptunes” (ESO Pressemeddelelse eso0618, se også ESO Pressemeddelelse eso0427).

De detekterede hastighedsvariationer er mellem 2 og 3 meter pr. sekund, svarende til ca. 9 km/t! Det svarer til hastigheden for en person, der går rask. Sådanne bittesmå signaler ville ikke kunne være blevet skelnet fra ‘simpel støj’ af de fleste af nutidens tilgængelige spektrografer.

“HARPS er en unik planetjagtmaskine,” siger Michel Mayor fra Observatoriet i Genève og HARPS’ hovedundersøger. “I betragtning af HARPS’ utrolige præcision har vi fokuseret vores indsats på planeter med lav masse. Og vi kan uden tvivl sige, at HARPS har haft stor succes: Ud af de 13 kendte planeter med en masse under 20 jordmasser blev 11 opdaget med HARPS!”

HARPS er også meget effektiv til at finde planetsystemer, hvor bittesmå signaler skal afdækkes. De to systemer, der vides at have tre planeter med lav masse – HD 69830 og Gl 581 – blev opdaget af HARPS.

“Og vi er overbeviste om, at i betragtning af de hidtidige resultater er det inden for rækkevidde at finde en planet med Jordens masse omkring en rød dværg”, bekræfter Mayor.

Notes

: Ved hjælp af radialhastighedsmetoden kan astronomerne kun få en minimumsmasse (da den er ganget med sinus af baneplanets hældning i forhold til sigtelinjen, som er ukendt). Ud fra et statistisk synspunkt er dette dog ofte tæt på systemets reelle masse. To andre systemer har en masse, der ligger tæt på denne. Isplaneten omkring OGLE-2005-BLG-390L, der blev opdaget ved mikrolensing med et netværk af teleskoper, herunder et teleskop på La Silla (ESO 03/06), har en (virkelig) masse på 5,5 jordmasser. Den kredser imidlertid meget længere væk fra sin lille værtsstjerne end den nuværende og er derfor meget koldere. Den anden er en af de planeter, der omgiver stjernen Gliese 876. Den har en minimumsmasse på 5,89 jordmasser (og en sandsynlig reel masse på 7,53 jordmasser) og fuldfører en bane på mindre end 2 dage, hvilket gør den for varm til, at der kan være flydende vand til stede.

: Gl 581, eller Gliese 581, er den 581. post i Gliese-kataloget, som indeholder en liste over alle kendte stjerner inden for 25 parsec (81,5 lysår) fra Solen. Den blev oprindeligt udarbejdet af Gliese og offentliggjort i 1969 og senere opdateret af Gliese og Jahreiss i 1991.

: Denne grundlæggende observationsmetode er baseret på påvisning af variationer i den centrale stjernes hastighed, som skyldes den skiftende retning af tyngdekraften fra en (usynlig) exoplanet, mens den kredser om stjernen. Vurderingen af de målte hastighedsvariationer gør det muligt at udlede planetens bane, især perioden og afstanden fra stjernen, samt en minimumsmasse.

Mere information

Denne forskning er rapporteret i en artikel, der er indsendt som et Letter to the Editor i Astronomy and Astrophysics (“The HARPS search for southern extra-solar planets : XI. An habitable super-Earth (5 MEarth) in a 3-planet system”, af S. Udry et al.) Artiklen er tilgængelig fra http://obswww.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf.
Holdet består af Stéphane Udry, Michel Mayor, Christophe Lovis, Francesco Pepe og Didier Queloz (Observatoriet i Genève, Schweiz), Xavier Bonfils (Observatoriet i Lisbonne, Portugal), Xavier Delfosse, Thierry Forveille og C.Perrier (LAOG, Grenoble, Frankrig), François Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrig) og Jean-Luc Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Frankrig)

Kontakter

Stéphane Udry
Observatoriet ved universitetet i Genève
Geneve, Schweiz
Tel: +41 22 379 22 22 00
E-mail: [email protected]

Michel Mayor
Observatoriet ved universitetet i Genève
Genova, Schweiz
E-mail: [email protected]

Xavier Delfosse
LAOG
Frankrig
Tel: +33 476 51 42 06
E-mail: +33 476 51 42 06
E-mail: [email protected]

Thierry Forveille
LAOG
Frankrig
E-mail: [email protected]

Xavier Bonfils
Lisbonne Observatory
Lisbonne, Portugal
Tel: +351 21 361 67 43
E-mail: [email protected]

Før kontakt med ESO på de sociale medier