Fria planeter kan födas fria

Små, runda, kalla moln i rymden har de rätta egenskaperna för att bilda planeter utan solsystem. Nya mätningar, gjorda bland annat med Chalmers teleskop, pekar på att inte alla fritt flytande planeter kastas ut ur planetsystem. De kan också födas fria.

Enligt tidigare forskning kan det finnas så många som 200 miljarder fria planeter i vår galax, Vintergatan. Hittills har man trott att sådana fritt flytande planeter, som inte kretsar kring någon stjärna, måste ha kastats ut ur befintliga planetsystem. 

Men nya mätningar av små mörka moln i rymden tyder på att fritt flytande planeter kan bildas alldeles själva.

Ett svenskt-finskt forskarteam riktade flera teleskop mot Rosettnebulosan, ett vidsträckt töcken av gas, stoft och damm som ligger omkring 4600 ljusår från jorden i stjärnbilden Enhörningen. De mätte upp radiovågor från molnen med hjälp av 20-metersteleskopet i Onsala och med teleskopet Apex i Chile, samt infrarött ljus med teleskopet NTT vid La Silla-observatoriet i Chile.

Gösta Gahm, astronom vid Stockholms universitet, ledde arbetet.

– Rosettnebulosan hyser fler än hundra sådana små moln – vi kallar dem globuletter. De är mycket små, motsvarande högst 50 gånger avståndet mellan solen och planeten Neptunus. Tidigare uppskattade vi att de allra flesta har massa som motsvarar planeter, det vill säga mindre än 13 gånger Jupiters massa. Men nu har vi säkrare bestämt massa och täthet för ett stort antal moln, och dessutom med stor precision deras hastighet jämfört med omgivningen.

Carina Persson, astronom vid Chalmers, är medlem i teamet.

– Vi fann att globuletterna är mycket täta och kompakta, och att många har mycket täta inre kärnor. Det tyder på att många kan kollapsa under sin egen tyngd och bilda fria planeter. De största kan bli så kallade bruna dvärgar, säger Carina Persson.

Bruna dvärgar är himlakroppar som är mitt emellan planeter och stjärnor i storlek.

Undersökningen visar att molnen rör sig fort ut genom Rosettnebulosan med hastigheter på 80 000 kilometer i timmen.

Minja Mäkelä, astronom vid Helsingfors universitet, förklarar.

– Vi tror att de här små, runda molnen har knoppats av från avlånga, dammiga gasmoln som skulpteras av den intensiva strålningen från unga stjärnor. De har accelererats i riktning ut från nebulosans centrum på grund av trycket från strålning från heta stjärnor i nebulosans mitt, säger hon.

De små molnen håller på att kastas ut ur Rosettnebulosan, tror teamet. Under Vintergatans historia har åtskilliga miljoner nebulosor som Rosettnebulosan blommat upp och vissnat bort. I alla dessa nebulosor skapas åtskilliga globuletter.

– Om de små runda molnen bildar planeter och bruna dvärgar, skjuts de ut liksom kulor in i Vintergatans djup. De är så många att de kan utgöra en väsentlig källa till de fritt flytande planeter som upptäckts på senare år, säger Gösta Gahm.

Bildtext: Små, runda mörka moln i Rosettnebulosan har de rätta egenskaperna för att kunna bilda fritt flytande planeter. Lilla bilden: en bild i infrarött ljus visar upp några av de små molnen (markerade med vita ringar). Den lilla bildens bredd motsvarar 3,9 ljusår. Stora bilden: en del av Rosettnebulosan.

Källor: Canada-France-Hawaii Telescope/ 2003 och ESO/M. Mäkelä

Fakta om fritt flytande planeter och planeter i andra solsystem

Astronomer känner nu till nästan 900 planeter som kretsar kring andra stjärnor än vår sol. Men även fritt flygande planeter har upptäckts. Några sådana har upptäckts med tekniken mikrolinsning. Planeten ger sig till känna genom att tillfälligt förstärka ljuset från en bakomliggande stjärna. Det blir så enligt Einsteins teori, då ljuset från stjärnan faktiskt böjs av när planeten passerar – detta kallas en gravitationslins. Forskare uppskattar nu att antalet fria planeter i vår galax kan överstiga 200 miljarder.

Fakta om forskningen

Forskningsresultaten publicerades i artikeln Mass and motion of globulettes in the Rosette Nebula i julinumret av tidskriften Astronomy & Astrophysics. Teamet består av Gösta Gahm, Stockholms universitet, Carina M. Persson, Onsala rymdobservatorium vid Chalmers, Minja M. Mäkelä, Institutionen för fysik vid Helsingfors universitet, och Lauri K. Haikala, FINCA (Finnish Centre for Astronomy with ESO) vid Åbo universitet.

Fakta om teleskopen

Teamet observerade strålning från molekyler av koloxid med både det 20-meters radioteleskopet vid Onsala rymdobservatorium och teleskopet Apex, som ligger i Atacamaöknen 5100 meter över havet i norra Chile. Apex är ett samarbete mellan Onsala rymdobservatorium, Max Planck-institutet för radioastronomi i Bonn, Tyskland, samt ESO, det Europeiska sydobservatoriet. Observationer i infrarött ljus gjordes med 3,58-metersteleskopet NTT (New Technology Telescope) vid ESO:s La Silla-observatorium i Chile.

Fakta om Onsala rymdobservatorium

Onsala rymdobservatorium är Sveriges nationella anläggning för radioastronomi. Observatoriet förser forskare med utrustning för studier av jorden och resten av universum. I Onsala, 45 km söder om Göteborg, drivs två radioteleskop och en station i teleskopnätverket Lofar. Observatoriet medverkar även i flera internationella projekt. Institutionen för rymd- och geovetenskap på Chalmers tekniska högskola är värd för observatoriet. Verksamheten drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet.

Läs en populärvetenskaplig artikel av Gösta Gahm om bland annat globuletter

Gösta Gahm deltar i Onsala stjärnträff för allmänheten den 28-29 september

För mer information, kontakta:

Robert Cumming, astronom och informatör, Onsala rymdobservatorium vid Chalmers, 031-772 55 00, 070-493 31 14, robert.cumming@chalmers.se

Gösta Gahm, astronom, Stockholms universitet, 073-785 70 71, gahm@astro.su.se

Carina Persson, astronom, Onsala rymdobservatorium vid Chalmers, 031-772 55 37, carina.persson@chalmers.se 

Minja Mäkelä, Institutionen för fysik, Helsingfors universitet, Finland, +358-9-191 50811, minja.makela@helsinki.fi