Kuusi miljardia tonnia sekunnissa: vaeltava planeetta kasvaa ennätyksellistä vauhtia

ESO, lehdistötiedote 2. lokakuuta 2025

Tähtitieteilijät ovat havainneet vapaasti vaeltavan planeetan suuren kasvupyrähdyksen. Toisin kuin Aurinkokuntamme planeetat, nämä eivät kierrä tähtiä, vaan ovat itsenäisiä avaruuden kappaleita. Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope, eli ESO:n VLT-teleskoopilla tehdyt uudet havainnot ovat paljastaneet, että tämä vapaasti vaeltava planeetta kerää ympäristöstään kaasua ja pölyä kuusi miljardia tonnia sekunnissa. Tämä on suurin koskaan mitattu planeetan kasvuvauhti. Havainto antaa arvokasta tietoa vaeltavien planeettojen muodostumisesta ja kasvusta.

Toimituksen huomautus – Vuotuinen massan kertyminen on noin 0,000001 – 0,000002 % planeetan arvioidusta massasta. Jos kertymisnopeus pysyi vakiona hyvin pitkän aikaa, planeetan massa kaksinkertaistuisi 60 – 100 miljoonassa vuodessa. Näin nopea massan kertyminen on kuitenkin hyvin lyhytaikainen ilmiö planeetan kulkiessa vapaassa avaruudessa. – KAK.

Tässä taiteilijan tekemässä piirroksessa on Cha 1107-7626. Tämä noin 620 valovuoden etäisyydellä sijaitseva planeetta on noin 5 – 10 kertaa Jupiteria massiivisempi, eikä se kierrä tähteä. Se kerää materiaalia ympärillään olevasta kiekosta. Planeetalle putoava materiaali lämmittää sen pintaa ja luo kirkkaan kuuman pisteen. ESO:n VLT:n X-shooter-spektrografi havaitsi merkittävän kirkastumisen vuoden 2025 puolivälissä ja löysi selkeän sormenjäljen siitä, että se johtui sisään virtaavasta kaasusta. Havainnot osoittavat, että planeetta kerryttää ainetta nyt noin 8 kertaa nopeammin kuin muutamaa kuukautta aiemmin. Kuva ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.

"Ihmiset saattavat ajatella planeettoja rauhallisina ja stabiileina maailmoina, mutta tämän löydön ansiosta voimme todeta, että avaruudessa vapaasti vaeltavat planeettojen massaiset kohteet voivatkin olla jännittäviä kohteita", sanoo Víctor Almendros-Abad, joka on tähtitieteilijä Palermon tähtitieteellisessä observatoriossa, Italian kansallisessa astrofysiikan instituutissa (INAF). Hän on tämän uuden tutkimuksen päätekijä.

Tutkimuksen kohteena olevan kappaleen massa on 5 – 10 kertaa Jupiterin massa, ja se sijaitsee noin 620 valovuoden päässä Kameleontin-tähdistössä. Kohteen virallinen nimi on Cha 1107-7626, ja tämä vapaasti vaeltava planeetta on vielä muodostumisvaiheessa keräten ainetta sitä ympäröivästä kaasu- ja pölykiekosta. Uuta materiaa kertyy jatkuvasti planeetalle prosessissa, jota kutsutaan akkretio- tai kasautumisprosessiksi. Almendros-Abadin johtama ryhmä on nyt kuitenkin havainnut, että nuoren planeetan kasvu ei ole tasaista.

Elokuuhun 2025 mennessä planeetta kasvoi noin kahdeksan kertaa nopeammin kuin vain muutama kuukausi aiemmin, eli nyt kuusi miljardia tonnia sekunnissa! ”Tämä on voimakkain planeetan massaisen kappaleen massan kasvu, joka on koskaan mitattu”, Almendros-Abad sanoo. Löytö, joka on hyväksytty julkaistavaksi The Astrophysical Journal Letters -lehdessä, tehtiin ESO:n VLT-teleskoopin X-shooter-spektrografilla, joka sijaitsee Chilen Atacaman autiomaassa. Tutkimusryhmä käytti tutkimuksessa myös Yhdysvaltojen, Euroopan ja Kanadan avaruusjärjestöjen ylläpitämän James Webb -avaruusteleskoopin dataa sekä ESO:n VLT-teleskoopin SINFONI-spektrografin arkistohavaintoja.

"Vapaasti vaeltavien planeettojen alkuperä on edelleen arvoitus. Ovatko ne kaikkein pienimpiä tähtien tavoin muodostuneita kappaleita, vai jättiläisplaneettoja, jotka ovat sinkoutuneet pois omista syntypaikoistaan?", Aleks Scholz, yksi artikkelin kirjoittajista kysyy. Hän on tähtitieteilijä St Andrewsin yliopistosta Yhdistyneestä kuningaskunnasta. Tulokset viittaavat siihen, että ainakin jotkut vapaasti vaeltavat planeetat saattavat olla muodostuneet samalla tavalla kuin tähdet, koska vastaavia äkillisen massan kasvun pyrähdyksiä on havaittu aiemmin nuorissa kehityskaarensa alussa olevissa tähdissä. Kuten yksi artikkelin kirjoittajista, Belinda Damian, joka on myös tähtitieteilijä St Andrewsin yliopistossa, kertoo: "Tämä löytö hämärtää tähtien ja planeettojen välistä rajaa ja antaa meille kurkistuksen vapaasti vaeltavien planeettojen varhaisimpiin muodostumisvaiheisiin."

Vertaamalla ennen purkausta ja sen aikana emittoitua valoa, tähtitieteilijät saivat lisätietoa kertymisprosessin luonteesta. Huomattiin, että magneettinen aktiivisuus näyttää vaikuttaneen dramaattiseen massan kasvuun. Tämä on prosessi, mikä on aiemmin havaittu vain tähdissä. Tämä viittaa siihen, että jopa pienimassaisilla kohteilla voi olla voimakkaita magneettikenttiä, jotka kykenevät aiheuttamaan tällaisia massan kertymistapahtumia. Tutkimusryhmä havaitsi myös, että planeetan ympärillä olevan kiekon kemiallinen koostumus muuttui massan kasvun aikana. Sen aikana havaittiin vesihöyryä, mutta ei sitä ennen. Sama ilmiö on havaittu tähdillä, mutta ei koskaan missään planeetalla.

Vapaasti vaeltavat planeetat ovat vaikeasti havaittavia, koska ne ovat hyvin himmeitä, mutta tuleva ESO:n Extremely Large Telescope, eli ELT-teleskooppi voi olla tässä apuna. Sen tehokkaiden instrumenttien ja jättimäisen pääpeilin avulla tähtitieteilijät pystyvät löytämään ja tutkimaan näitä yksinäisiä planeettoja lisää. Tämä auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin, kuinka paljon ne muistuttavat tähtiä. Kuten yksi artikkelin kirjoittajista ESO-tähtitieteilijä Amelia Bayo toteaa: ”Ajatus siitä, että planeetta voi käyttäytyä kuin tähti, on hämmästyttävää ja saa meidät pohtimaan, millaisia oman kokemuksemme ulkopuolella olevat maailmat voivat syntyvaiheessaan olla.”

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään “Discovery of an Accretion Burst in a Free-Floating Planetary-Mass Object”, joka julkaistaan The Astrophysical Journal Letters (doi:10.3847/2041-8213/ae09a8) lehdessä. 

Avaruuden vapaat vaeltajat

Ensimmäinen vapaa vaeltava planetta on
punainen piste tässä Pan-STARRS-
kaukoputkella otetussa kuvassa.
Kuva  N. Metcalfe & Pan-STARRS 1
Science Consortium

Muutama päivä sitten uutisoitiin näyttävästi avaruudesta havaitusta planeetasta (PSO J318.5-22), joka ei kierrä minkään tähden kiertoradalla vaan vaeltaa vapaasti tähtienvälisessä avaruudessa. Löytöä pidetään merkittävän, sillä aikaisemmin vastaavaa planeetan kokoista kappaletta ei ole havaittu.

Toistaiseksi tiedämme itse planeetasta hyvin vähän. Se sijaitsee noin 80 valovuoden etäisyydellä meistä Kaurinn tähdistössä ja on osa Beeta Pictoris tähden tähtiryhmää. Planeetan iäksi ilmoitettiin 12 miljoonaa vuotta, joka on myös Beeta Pictoriksen ikä. Mielenkiintoista on, että Beeta Pictoriksen kiertoradalla on myös löydetty eksoplaneetta, mutta avaruudessa vapaasti vaeltavan planeetan syntytapa on pikemminkin tähden syntyä muistuttava kuin tähteä kiertävälle radalle syntyvän planeetan.

Havainto tehtiin Havaijin Maui-saarella sijaitsevalla Pan-STARRS 1 laajakenttäisellä kaukoputkella. Havainto on varmistettu muillakin Havajilla olevilla kaukoputkilla kuten NASA Infrared Telescope Facility, Gemini North Telescope, ja Canada-France-Hawaii Telescope. 

Tähtienvälisessä avaruudessa vapaasti vaeltavien planeettojen löytäminen on tullut mahdolliseksi vasta näinä vuosina, sillä ne eivät juuri emittoi näkyvää valoa. Kyseinen planeetta on noin kuuden Jupiterin massainen ja se säteilee suurimmalla intensiteetillään pitkäaaltoisen infrapunaisen valon aallonpituudella. Tämä tekee planeetan havaitsemisen erittäin vaikean etenkin maanpinnalla^[1] olevista observatorioista. Löytö ei jää varmastikaan ainoaksi, sillä tähtien kaltaisesta syntytavasta johtuen niitä pitäisi olla hyvin paljon etenkin nuorissa tähtijoukoissa.

Nykyisen käsityksen mukaan tähdet syntyvät suuremmissa tai pienemmissä joukoissa avaruudessa olevien pöly- ja kaasupilvien alkaessa luhistua. Luhistuminen ei ala vain yhdessä paikassa vaan tiivistymisytimiä syntyy pilvien koosta riippuen hyvin paljon. Tiivistymisytimien keskinäisistä etäisyyksistä ja määristä riippuen syntyvät tähdet ovat eri massaisia; osa suurempia ja osa pienempiä.

Suurimassaisten tähtien kehitys on nopeampaa kuin pienien. Niinpä ne aloittavat energian tuotannon aikaisemmin kuin pienimassaiset kumppaninsa. Tällä on omat seurauksena koko tähtien syntyalueeseen etenkin, jos se on hyvin tiivis. Uudet kirkkaat tähdet säteilevät voimakkaasti erityisesti uv-valon aallonpituuksilla. Valon paine puhaltaa tiivistymisalueen kaasut ja pölyt kauemmaksi avaruuteen ja pienempien tähtien muodostuminen pysähtyy.

Tähtijoukossa on paljon enemmän pienimassaisia prototähtiä ja vielä pienempiä ruskeiksi kääpiöiksi jääviä tähtiä kuin kirkkaasti säteileviä jättiläisiä. Kaikkein pienimmät ovat varmasti vain planeettojen kokoluokkaa olevia kappaleita. Ei ole vaikea kuvitella, että kun tähtien syntyalueen kaasu ja pöly poistuvat, jäljelle jäävistä kappaleista kaikkein pienimpiä on suurin osa.  Näin ollen tähtienvälisessä avaruudessa vapaasti vaeltavien eksoplaneettojen määrä pitäisi olla moninkertainen tähtien lukumäärään nähden.

On ehkä hieman liioiteltua kuvata vapaita vaeltajia oikeasti ”vapaiksi”. Todellisuudessa ne ovat sidoksissa gravitaation vaikutuksesta omaan tähtijoukkoonsa samalla tavalla kuin kaikki tähdet ovat. Pallomaiset^[2] tähtijoukot ovat hyvin vanhoja ja siitä huolimatta niistä karkaa yksittäisiä tähtiä suhteellisesti hyvin vähän. Avonaiset tähtijoukot sen sijaan hajoavat hiljalleen, mutta sekin on hyvin maltillista. Esimerkiksi Seulasten avonainen joukko on iältään noin 100 miljoona vuotta ja silti se on vielä hyvin tunnistettavissa yhtenäiseksi tähtijoukoksi. Joukko pysyttelee yhdessä vielä noin 150 miljoonaa vuotta.

Vapaita vaeltajia pitää etsiä juuri nuorista tähtijoukoista, koska silloin Jupiterin kokoluokkaa olevien planeettojen säteilemä infrapunainen valo on voimakkaimmillaan. Kappaleiden ikääntyessä niiden luhistuminen ja lämpöenergian vapautuminen hidastuu ja havaitseminen vaikeutuu. Ei tarvitse olla kummoinenkaan ennustaja kun osaa ennakoida lähitulevaisuudessa löytyneiden vapaiden vaeltajien määrän huiman kasvun.

Huomautus

[1] Infrapunainen säteily imeytyy sitä tehokkaammin ilmakehän vesihöyryyn mitä pitemmästä aallonpituudesta on kysymys. Tästä syystä maanpinnalla olevilla observatorioilla voidaan havaita vain lähi-infrapunaisen aallonpituuksia ja vain korkealle vuoristoihin sijoitetuista observatorioista. Infrapunahavaintoihin perustuva tähtitiede on tullut mahdolliseksi vasta nykyaikana.

Tämän vuosikymmenen loppupuolella avaruuteen laukaistava James Webb avaruusteleskooppi (JWST) tekee havaintoja pelkästään infrapunaisilla aallonpituuksilla, joista kaukoinfran aallonpituudet alkavat olla jo hyvin lähellä mikroaaltojen aallonpituutta.

[2] Vanhat pallomaiset tähtijoukot sijaitsevat suurimmaksi osaksi Linnunradan halossa, kun taas tähtiensyntymisalueet (ja uudet tähtijoukot) sijaitsevat Linnunradan spiraalihaaroissa, joissa tähtitiheys on suurin. Tunnetuin ja samalla meitä lähin oleva tähtiensyntymisalue on Orionin suuri kaasusumu, joka sijaitsee noin 1500 valovuoden etäisyydellä. Sumusta on löydetty tähtien ympäriltä protoplanetaarisia kiekkoja, joista syntyy planeettoja. Nuorimmat tähdet tällä alueella arvioidaan olevan vain noin 300 000 vuotta vanhoja.