Dvärgen hade också andra världar med sig!
25 april 2007
Astronomer har upptäckt den mest jordliknande planeten utanför vårt solsystem, en exoplanet vars radie är bara 50 procent större än jordens och som kan ha flytande vatten. Med hjälp av ESO:s 3,6-m-teleskop har ett team av schweiziska, franska och portugisiska forskare upptäckt en superjord som är ungefär fem gånger så tung som jorden och som kretsar kring en röd dvärg som redan är känd för att hysa en planet med Neptunus-massa. Astronomerna har också starka bevis för att det finns en tredje planet med en massa på cirka 8 jordmassor.
Denna exoplanet – som astronomer kallar planeter runt en annan stjärna än solen – är den minsta som hittills hittats och den fullbordar en hel omloppsbana på 13 dagar. Den är 14 gånger närmare sin stjärna än vad jorden är från solen. Med tanke på att dess värdstjärna, den röda dvärgen Gliese 581 , är mindre och kallare än solen – och därmed mindre ljusstark – ligger planeten ändå i den beboeliga zonen, den region runt en stjärna där det kan finnas flytande vatten! Planeten heter Gliese 581 c.
”Vi har uppskattat att medeltemperaturen på denna superjord ligger mellan 0 och 40 grader Celsius, och vattnet skulle därför vara flytande”, förklarar Stéphane Udry från Genèveobservatoriet (Schweiz), som är huvudförfattare till den artikel som redovisar resultatet. ”Dessutom borde dess radie bara vara 1,5 gånger jordens radie, och modellerna förutsäger att planeten antingen skulle vara stenig – som vår jord – eller helt täckt av hav”, tillägger han.
”Flytande vatten är avgörande för det liv vi känner till”, förklarar Xavier Delfosse, en medlem av forskargruppen från universitetet i Grenoble (Frankrike). ”På grund av dess temperatur och relativa närhet kommer den här planeten troligen att bli ett mycket viktigt mål för framtida rymduppdrag för att söka efter utomjordiskt liv. På universums skattkarta skulle man vara frestad att markera den här planeten med ett X.”
Världsstjärnan, Gliese 581, är en av de 100 närmaste stjärnorna till oss och ligger bara 20,5 ljusår bort i stjärnbilden Libra (”vågen”). Den har en massa på endast en tredjedel av solens massa. Sådana röda dvärgar är i sig minst 50 gånger svagare än solen och är de vanligaste stjärnorna i vår galax: bland de 100 närmaste stjärnorna till solen tillhör 80 denna klass.
”Röda dvärgar är idealiska mål för sökandet efter planeter med låg massa där det kan finnas flytande vatten. Eftersom sådana dvärgar avger mindre ljus är den beboeliga zonen mycket närmare dem än vad den är runt solen”, betonar Xavier Bonfils, en medarbetare från Lissabons universitet. Planeter som ligger i den här zonen är då lättare att upptäcka med radialhastighetsmetoden , den mest framgångsrika metoden för att upptäcka exoplaneter.
För två år sedan hittade samma grupp astronomer redan en planet runt Gliese 581 (se ESO:s pressmeddelande eso0539). Den har en massa på 15 jordmassor, dvs. ungefär som Neptunus, och kretsar runt sin värdstjärna på 5,4 dagar. Då hade astronomerna redan sett antydningar om en annan planet. De fick därför en ny uppsättning mätningar och fann den nya superjorden, men också tydliga indikationer på en annan, en planet med 8 jordmassor som fullbordar sin omloppsbana på 84 dagar. Det planetsystem som omger Gliese 581 innehåller alltså inte mindre än tre planeter med 15 jordmassor eller mindre, och är som sådant ett ganska anmärkningsvärt system.
Upptäckten gjordes tack vare HARPS (High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searcher), som kanske är den mest exakta spektrografen i världen. HARPS är placerad på ESO:s 3,6-m-teleskop i La Silla i Chile och kan mäta hastigheter med en precision som är bättre än en meter per sekund (eller 3,6 km/h)! HARPS är ett av de mest framgångsrika instrumenten för att upptäcka exoplaneter och har redan flera nya rekord, bland annat upptäckten av ytterligare en ”Trio of Neptunes” (ESO Press Release eso0618, se även ESO Press Release eso0427).
De upptäckta hastighetsvariationerna ligger på mellan 2 och 3 meter per sekund, vilket motsvarar cirka 9 km/h! Det är hastigheten för en person som går raskt. Sådana små signaler skulle inte ha kunnat särskiljas från ”enkelt brus” av de flesta av dagens tillgängliga spektrografer.
”HARPS är en unik planetjaktmaskin”, säger Michel Mayor, från Genèveobservatoriet och HARPS huvudforskare. ”Med tanke på HARPS otroliga precision har vi fokuserat våra ansträngningar på planeter med låg massa. Och vi kan utan tvekan säga att HARPS har varit mycket framgångsrik: av de 13 kända planeterna med en massa under 20 jordmassor upptäcktes 11 med HARPS!”
HARPS är också mycket effektiv när det gäller att hitta planetsystem, där små signaler måste avslöjas. De två system som är kända för att ha tre planeter med låg massa – HD 69830 och Gl 581 – upptäcktes av HARPS.
”Och vi är övertygade om att, med tanke på de resultat som erhållits hittills, är det inom räckhåll att hitta en planet med jordens massa runt en röd dvärg”, bekräftar Mayor.
Noter
: Med hjälp av radialhastighetsmetoden kan astronomerna bara få fram en minimimassa (eftersom den multipliceras med sinus av banplanets lutning mot siktlinjen, som är okänd). Ur statistisk synvinkel ligger detta dock ofta nära systemets verkliga massa. Två andra system har en massa som ligger nära denna. Isplaneten runt OGLE-2005-BLG-390L, som upptäcktes genom mikrolensing med ett nätverk av teleskop, bland annat ett vid La Silla (ESO 03/06), har en (verklig) massa på 5,5 jordmassor. Den kretsar dock mycket längre bort från sin lilla värdstjärna än den nuvarande och är därför mycket kallare. Den andra är en av de planeter som omger stjärnan Gliese 876. Den har en minimimassa på 5,89 jordmassor (och en trolig verklig massa på 7,53 jordmassor) och fullbordar en omloppsbana på mindre än två dagar, vilket gör den för varm för att det ska finnas flytande vatten.
: Gl 581, eller Gliese 581, är den 581:e posten i Gliese-katalogen, som listar alla kända stjärnor inom 25 parsec (81,5 ljusår) från solen. Den sammanställdes ursprungligen av Gliese och publicerades 1969, och uppdaterades senare av Gliese och Jahreiss 1991.
: Denna grundläggande observationsmetod bygger på upptäckten av variationer i centralstjärnans hastighet, på grund av att gravitationens dragningskraft från en (osynlig) exoplanet ändrar riktning när den kretsar runt stjärnan. Utvärderingen av de uppmätta hastighetsvariationerna gör det möjligt att härleda planetens bana, särskilt perioden och avståndet från stjärnan, samt en minimimassa.
Mer information
Den här forskningen rapporteras i en artikel som lämnats in som ett brev till redaktören för Astronomy and Astrophysics (”The HARPS search for southern extra-solar planets : XI. An habitable super-Earth (5 MEarth) in a 3-planet system”, av S. Udry et al.) Artikeln är tillgänglig från http://obswww.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf.
Teamet består av Stéphane Udry, Michel Mayor, Christophe Lovis, Francesco Pepe och Didier Queloz (Observatoriet i Genève, Schweiz), Xavier Bonfils (Observatoriet i Lisbonne, Portugal), Xavier Delfosse, Thierry Forveille och C.Perrier (LAOG, Grenoble, Frankrike), François Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrike) och Jean-Luc Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Frankrike)
Kontakter
Stéphane Udry
Observatoriet vid Genèves universitet
Genéve, Schweiz
Tel: +41 22 379 22 00
Email: [email protected]
Michel Mayor
Observatoriet vid universitetet i Genève
Genève, Schweiz
Email: [email protected]
Xavier Delfosse
LAOG
Frankrike
Tel: +33 476 51 42 06
Email: [email protected]
Thierry Forveille
LAOG
Frankrike
Email: [email protected]
Xavier Bonfils
Lisbonne Observatory
Lisbonne, Portugal
Tel: +351 21 361 67 43
Email: [email protected]
Kontakter med ESO på sociala medier