Hubble finnur bláan hnött

Réttur litur fjarreikistjörnu mældur í fyrsta sinn

Sævar Helgi Bragason 11. júl. 2013 Fréttir

Stjörnufræðingar hafa í fyrsta sinn ákvarðað lit fjarlægrar reikistjörnu: Hún er blá eins og Jörðin en þar sleppir samanburðinum

  • Teikning af djúpbláu reikistjörnunni HD 189733b

Stjörnufræðingar NASA og ESA hafa í fyrsta sinn ákvarðað lit reikistjörnu sem gengur um fjarlæga stjörnu. Reikistjarnan HD 189733b er djúpblá, áþekk Jörðu séð úr geimnum.

En þar sleppir samanburðinum. Þessi djúpblái punktur er gasrisi sem er mjög nálægt sinni móðurstjörnu. Lofthjúpur reikistjörnunnar er ógnarheitur, yfir 1.000°C og þar rignir gleri, lárétt (eins og svo gjarnan á Íslandi) í vindum sem ná allt að 2.000 m/s [1].

Þessi framandi heimur er í 63 ljósára fjarlægð frá okkur og er þar með einn nálægasti hnötturinn við okkur sem sjá má ganga fyrir sína sól. Hubble hefur í félagi við aðra sjónauka rannsakað hnöttinn og fundið út að lofthjúpurinn breytist ört og er afar framandi með miklu mistri og blossum (heic1209). Nú er hnötturinn viðfangsefni merkilegrar rannsóknar þar sem mönnum hefur tekist að greina lit fjarreikistjörnunnar.

„Bæði við og aðrir rannsóknarhópar höfum rannsakað reikistjörnuna ítarlega í gegnum tíðina,“ segir Frédéric Pont við Exeterháskóla í Bretlandi sem leiddi rannsóknina og er meðhöfundur að grein um hana. „En enginn hefur áður mælt lit reikistjörnu — við getum nú í reynd séð fyrir okkur hvernig hún liti út ef við sæjum hana með eigin augum.“

Til að kanna útlit reikistjörnunnar mældu stjörnufræðingarnir hversu mikið ljós endurvarpast af yfirborði HD 189733b, svokallað endurskinshlutfall [2].

HD 189733b er dauf og nálægt sinni móðurstjörnu. Til að greina hana frá ljósi stjörnunnar, beindi hópurinn litrófsrita Hubblessjónaukans að henni og skoðaði ljós stjörnunnar fyrir og eftir að plánetan gekk fyrir móðurstjörnuna. Þegar plánetan hvarf sjónum, hvarf ljósið sem plánetan endurvarpaði og ljósmagnið sem mældist frá kerfinu féll. Þessi aðferð sýnir líka hvernig ljósið breytist, meðal annars með tilliti til litar [3].

„Við sáum birtu alls kerfisins falla í bláa enda litrófsins þegar reikistjarnan hvarf á bak við móðurstjörnuna,“ útskýrir Tom Evans við Oxfordháskóla í Bretlandi, sem er fyrsti höfundurinn að greininni. „Af þessu má dæma að reikistjarnan er blá á litinn því merkið breyttist ekki í öðrum litum.“

Blái liturinn stafar ekki af heimshöfum heldur þéttu mistri og iðustraumum í lofthjúpnum. Talið er að lofthjúpurinn sé uppfullur af silikatögnum sem dreifa bláu ljósi [4]. Eldri mælingar, þar sem stuðst var við aðra mælitækni, styðja tilgátur um dreifingu blás ljóss á reikistjörnunni en þessar nýjustu athuganir Hubbles staðfesta það.

HD 189733b þótti góður kostur til að reyna mælingar af þessu tagi enda er hún það sem við köllum heita gasrisa. Slíkar reikistjörnur eru álíka stórar og gasrisarnir í sólkerfinu okkar en mjög nálægt sínum móðurstjörnum. Stærðin og nálægðin við stjörnuna gera reikistjörnuna að tiltölulega auðveldu rannsóknarefni. Heitir gasirsar eru í hrönnum um gervallan alheim og úr því að enginn slíkur er í okkar sólkerfi, hjálpa rannsóknir á reikistjörnum eins og HD 189733b til við að auka skilning á þessum mikilfenglegu fyrirbærum.

„Erfitt er að finna út hvað orsakar lit reikistjörnu, jafnvel þeirra sem eru í okkar eigin sólkerfi,“ segir Pont [5]. „Þessar nýju rannsóknir bæta nýju púsli í mynd okkar af náttúrunni og lofthjúpi HD 189733b. Smám saman er myndin af þessum framandi hnetti að birtast okkur.“

Skýringar

[1] Árið 2007 mældi Spitzer geimsjónauki NASA innrauða geislun frá reikistjörnunni og gerði þar með eitt fyrsta hitakort sem gert hefur verið af reikistjörnu. Kortið sýnir að hitamunurinn á nóttu og degi er allt að 260°C. Munurinn veldur ólgu í lofthjúpnum sem kemur fram sem öflugir vindar sem blása um reikistjörnuna. Þéttihitastig sílíkata (sem er yfir 1.300°C) þýðir að þessar agnir gætu myndað afar litlar gleragnir í lothjúpnum.

[2] Endurskinsstuðullinn sýnir hve stór hluti geislunar sem lendir á hnettinum endurvarpast út í geiminn. Því hærri sem stuðullinn er, þeim mun meira ljós endurvarpast. Stuðullinn nær frá 0 upp í 1 og er 1 þá fullkomið endurvarp en 0 er fullkomlega svart yfirborð. Endurskinsstuðull Jarðar er um 0,4.

[3] Þessi tækni er möguleg því braut reikistjörnunnar hallar miðað við sjónlínu frá Jörðu svo reikistjarnan hverfur reglulega og birtist fyrir framan og aftan stjörnuna. Þegar reikistjarnan hverfur á bak við móðurstjörnuna fellur birtustigið um 0,0001%.

[4] Djúpblái litur HD 189733b rímar við rauð sólsetur HD 189733b. Ef natríum gleypir rautt ljós og ryk dreifir rauðu ljósi, mun ljós sem skín í gegnum lofthjúpinn roðna en ljósið sem endurvarpast sýnist blátt.

[5] Litirinir á Júpíter og Venusi eru í báðum tilvikum komnir til vegna óþekktra agna í lofthjúpi reikistjarnanna. Utan úr geimnum sýnist Jörðin blá því höfin gleypa rauðar og grænar bylgjulengdir í ríkari mæli en bláar og endurvarpa bláum lit himinsins. Súrefnis- og nitursameindir í lofthjúpnum dreifa styttri bylgjulengdum blás sólarljóss við ferli sem kallast Rayleigh dreifing.

Frekari upplýsingar

Hubblessjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni NASA og ESA.

Greinin um rannsóknina nefnist „The deep blue colour of HD 189733b: albedo measurements with HST/STIS at visible wavelengths“, sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal Letters þann 1. ágúst 2013.

Tengiliðir

Ottó Elíasson
Stjörnufræðivefnum
Dalvíkurútibú
Sími: 663 6867
Tölvupóstur: ottoel@stjornuskodun.is

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESA/Hubble heic1312

Tengdar myndir

  • HD 189733, stjarna, HD 189733b, fjarreikistjarnaÞessi teikning sýnir HD 189733b. Þessi djúpblái hnöttur er gasrisi sem er mjög nálægt sinni móðurstjörnu. Lofthjúpurinn er þess vegna ógnarheitur, yfir 1.000 °C og þar rignir gleri, lárétt í vindum sem blása allt að 2.000 m/s. Reikistjarnan er í 63 ljósára fjarlægð frá sólkerfinu okkar. Mynd: NASA/ESA/M. Kornmesser
  • HD 189733, stjarna, HD 189733b, fjarreikistjarnaVíðmynd af stjörnunni HD 189733 á himinhvolfinu (í miðjunni). Reikistjarnan sjálf er of lítil og dauf til að sjást á myndinni. Hægra megin við stjörnuna er hringþokan Messier 27. Mynd: NASA, ESA og Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin (ESA/Hubble)
  • HD 189733, stjarna, HD 189733b, fjarreikistjarnaTeikning af heita gasrisanum HD 189733b sem hverfist um móðurstjörnuna HD 189733. Reikistjarnan fannst árið 2005 og er svo nálægt móðurstjörnunni að hún er í 1:1 brautarhermu við hana. Það þýðir að hún snýr alltaf sömu hlið sinni að stjörnunni en hin hliðin er alltaf myrk. Úr því stjarnan er aðeins í 63 ljósára fjarlægð, myndi athugandi þar sjá margar þeirra stjarna sem við sjáum líka frá Jörðinni. Stjörnumerkin myndu þó brenglast. Sólin okkar og Alfa Kentár, eru tvær daufar stjörnur á miðri myndinni. Mynd: NASA/ESA og G. Bacon (AURA/STScI)
  • HD 189733, stjarna, HD 189733b, fjarreikistjarna Samanburður á litum reikistjarna í sólkerfinu okkar og heita gasrisans HD 189733b. Bláa lit Jarðar má rekja til heimshafanna en djúpbláan lit HD 189733b má rekja til sílíkatagna í lofthjúpnum sem dreifa bláu ljósi. Mynd: NASA/ESA og A. Feild (STScI/AURA)