For første gang har astronomer været i stand til direkte at følge en exoplanets bevægelse, mens den vandrer fra den ene side af sin stjerne til den anden.

Planeten har den mindste bane af alle exoplaneter, der hidtil er blevet optaget direkte. Den ligger i næsten samme afstand fra sin stjerne, som Saturn gør fra Solen. Forskerne mener, at den kan være dannet på samme måde som kæmpeplaneterne i Solsystemet. Fordi stjernen er så ung, viser denne opdagelse, at gaskæmper kan dannes i gas- og støvskiver på kun nogle få millioner år, hvilket er kort tid på kosmisk tidsskala

Stjernen Beta Pictoris er kun 12 millioner år gammel hvilket er mindre end en tretusindedel af Solens alder. Til gengæld er den 75 % tungere end vores stjerne. Den ligger omkring 60 lysår væk i retning af stjernebilledet Pictor (Staffeliet) og er et af de bedst kendte eksempler på en stjerne, der er omgivet af en støvskive. Tidligere observationer har vist en skævhed i skiven, en sekundær skrå skive og kometer, der falder ned på stjernen. ”Disse var indirekte, men afslørende tegn, der stærkt antyder tilstedeværelsen af en tung planet, og vores nye observationer viser nu endelig dette,” siger holdleder Anne-Marie Lagrange. ”Fordi stjernen er så ung, viser vores resultater, at kæmpeplaneter kan dannes i skiver over tidsrum så korte som nogle få millioner år.”

Nylige observationer har vist, at skiver omkring unge stjerner går i opløsning inden for få millioner år, og at dannelse af kæmpeplaneter må ske hurtigere end hidtil antaget. Beta Pictoris viser nu klart, at det faktisk er muligt.

Holdet har brugt NAOS-CONICA-instrumentet  til at undersøge Beta Pictoris’ nærmeste omgivelser i 2003, 2008 og 2009. NACO er monteret på et af de 8,2m teleskoper, der er en del af ESO’s VLT. I 2003 blev der set et svag objekt inde i skiven (eso0842), men det var ikke muligt at udelukke, at det var en baggrundsstjerne, selvom det ikke var sandsynligt.

På nye billeder taget i 2008 og foråret 2009 var objektet i midlertidigt forsvundet!

De seneste observationer, der blev fortaget i løbet af efteråret 2009, afslørede objektet i den anden side af skiven efter en periode, hvor den enten har været skjult bagved eller foran stjernen (hvor den har været skjult i skæret fra stjernen). Det har bekræftet, at objektet faktisk er en exoplanet, og at den kredser om stjernen. Det har også givet indsigt i størrelsen af dens bane omkring stjernen.

Der findes billeder af ca. ti exoplaneter, men planeten omkring Beta Pictoris (betegnet ”Beta Pictoris b”) har den mindste bane, der til dato er kendt. Dens afstand til stjernen er mellem 8 og 15 gange afstanden mellem Jorden og Solen – eller 8-15 astronomiske enheder – og svarer rundt regnet til afstanden fra Saturn til Solen. ”Planetens korte omløbstid, giver os mulighed for at registrere et fuldt kredsløb i løbet af måske 15-20 år, og videre studier af Beta Pictoris b vil give uvurderlig indsigt i de fysiske og kemiske forhold i en ung kæmpeplanets atmosfære,” siger forskerstuderende Mickael Bonnefoy.

Planeten er omkring ni gange tungere end Jupiter, og den har den rigtige masse og placering til at forklare den observerede skævhed i de indre dele af skiven. Opdagelsen har derfor en vis lighed med den forudsigelse af eksistensen af Neptun, der blev gjort af astronomerne Adams og Le Verrier i det 19. århundrede, baseret på observationer af Uranus’ bane.

”Sammen med planeterne fundet omkring de unge tunge stjerner Fomalhaut og HR8799, tyder eksistensen af Beta Pictoris b på, at ”super-Jupiter-planeter” kan være et hyppigt biprodukt af planetdannelsen omkring tungere stjerner,” forklarer holdmedlem Gael Chauvin.

Sådanne planeter forstyrrer skiverne omkring deres stjerner, og skaber strukturer, der bør være lette at observere med Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), det revolutionerende teleskop, der bygges af ESO i samarbejde med internationale partnere.

Et par andre planeter er blevet optaget direkte, men de er alle placeret længere væk fra deres stjerne end Beta Pictoris b. Hvis de var i Solsystemet, ville de alle ligge tæt på eller uden for banen af den yderste planet, Neptun. Dannelsesprocesserne for disse fjerntliggende planeter er med stor sandsynlighed helt forskellig fra dem i Solsystemet og i Beta Pictoris.

”De nylige direkte billeder af exoplaneter – mange lavet med VLT – illustrerer mangfoldigheden af planetsystemer,” siger Lagrange. ”Blandt disse er Beta Pictoris b den mest lovende i forhold til at være dannet på samme måde som kæmpeplaneterne i Solsystemet.”

Kilde: ESO