Hubblova slika obroča okoli Fomalhauta. Kreditna slika: Hubble. Kliknite za povečavo.
Najbolj podrobna slika vidne svetlobe Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble, posneta z ozkega, prašnega obroča okoli bližnje zvezde Fomalhaut (HD 216956), ponuja najmočnejši dokaz še, da lahko neurejen in neviden planet gravitacijsko vleče na obroč.
Hubble nedvoumno kaže, da je središče obroča od zvezde ogromnih 1,4 milijarde milj (15 astronomskih enot). To je razdalja, ki je enaka skoraj polovici našega sončnega sistema. Najbolj verjetna razlaga, so povedali astronomi, je, da neviden planet, ki se giblje po eliptični orbiti, preoblikuje obroč s svojim gravitacijskim potegom. Geometrično vpadljiv obroč, nagnjen proti Zemlji, ne bi imel tako velikega odmika, če bi nanj preprosto vplivala samo gravitacija Fomalhauta.
Odmik središča obroča od zvezde je sklepal na prejšnja in daljša opazovanja valovnih dolžin s pomočjo submilimetrskih teleskopov na Mauna Kea, Havaji, vesoljski teleskop Spitzer, Calmitovega submilimetrskega observatorija in z uporabo teoretičnega modeliranja in fizičnih predpostavk. Zdaj ostrine Hubble neposredno razkrivajo odmik obroča od Fomalhauta.
Ta nova opažanja zagotavljajo močan dokaz, da okoli zvezde kroži vsaj en neviden planetni masni objekt. Hubble bi zaznal objekt, večji od planeta, kot je rjavi pritlikavec. "Naše nove slike Hubbleja potrjujejo tiste prejšnje hipoteze, ki so predlagale, da planet obremenjuje prstan," je dejal Paul Kalas iz kalifornijske univerze v Berkeleyju. Prstan je podoben Kuiperjevemu pasu našega osončja, ogromnemu rezervoarju ledenega materiala, ki je ostal od nastanka planetov našega osončja.
Opazovanja ponujajo vpogled v oblikovalna leta našega osončja, ko so planeti igrali rušilni derbi z odpadki, ki so ostali od nastanka naših planetov, in gravitacijsko razpršili številne predmete po vesolju. Nekateri ledeni material je morda trčil v notranje planete osončja in jih namakal z vodo, oblikovano v hladnejšem zunanjem osončju. Drugi delci so morda potovali navzven in tvorili Kuiperjev pas in oblak Oort, sferični oblak materiala, ki obdaja sončni sistem.
Samo Hubble ima izvrstno optično ločljivost, s katero lahko ugotovi, da je notranji rob obroča ostrejši od zunanjega, to je znak, da predmet gravitacijsko pometa material, kot plug, ki čisti sneg. Drug klasičen podpis vpliva planeta je relativno majhna širina obroča, približno 2,3 milijarde milj (25 astronomskih enot). Brez predmeta, ki bi gravitacijsko ohranil material prstana nedotaknjenega, so astronomi rekli, da bi se delci razširili veliko širše.
"To, kar vidimo v tem obroču, je podobno tistemu, ki ga vidimo na posnetkih vesoljskih plovil Cassini Saturnovih ozkih obročev. Na teh slikah Saturnovi lunci 'pastirajo' prstanski material in preprečujejo, da bi se prstan razširil, «je dejal Kalas.
Domnevni planet lahko kroži daleč stran od Fomalhauta, znotraj notranjega roba prašnega obroča, med 4,7 milijarde in 6,5 milijarde milj (50 do 70 astronomskih enot) od zvezde. Obroč je od Fomalhauta oddaljen 12 milijard milj (133 astronomskih enot), kar je veliko bolj oddaljeno, kot je naš najbolj oddaljeni planet Pluton od Sonca. Ta Hubblova opažanja ne zaznajo domnevnega planeta neposredno, zato astronomi ne morejo izmeriti njegove mase. Namesto tega bodo izvedli računalniške simulacije dinamike obroča za oceno mase planeta.
Kalas in sodelavci James R. Graham z kalifornijske univerze v Berkeleyju in Mark Clampin iz Nasinega centra za vesoljske polete NASA Goddard v Greenbeltu, Md., Bosta svoje ugotovitve objavila v številki 23. junija 2005 revije Nature.
Fomalhaut, 200 milijonov let star zvezdnik, je v primerjavi z lastnim 4,5 milijarde let starim Soncem le dojenček. Biva 25 svetlobnih let od Sonca. Nahaja se v ozvezdju Piscis Austrinus (južne ribe), obroč Fomalhaut je desetkrat starejši od diskov naplavin, ki so jih prej opazili okoli zvezd AU Microscopii in Beta Pictoris, kjer se planeti še vedno lahko tvorijo. Če je naš osončje kakršen koli primer, bi se morali planeti oblikovati okoli Fomalhauta v več deset milijonih let po rojstvu zvezde.
Hubble slike omogočajo tudi pogled na zunanjo planetarno regijo, ki obdaja zvezdo, ki ni naše Sonce. Mnogi od več kot 100 planetov, odkritih zunaj našega osončja, krožijo v bližini svojih zvezd. Večina trenutnih tehnik zaznavanja planetov daje prednost iskanju planetov, ki so blizu njihovih zvezd.
"Velikost prahu Fomalhaut kaže na to, da se vsi planetarni sistemi ne oblikujejo in razvijajo na enak način? planetarne arhitekture se lahko od zvezde do zvezde precej razlikujejo, "je pojasnil Kalas. "Medtem ko je Fomalhautov prstan analogen Kuiperjevemu pasu, je njegov premer štirikrat večji od premera Kuiperjevega pasu."
Astronomi so uporabili Napredno kamero za koronagraf Ankete (ACS) na krovu Hubbleja, da bi preprečili svetlobo svetle zvezde, da bi lahko videli detajle v šibkem obroču.
"Korograf ACS nudi visok kontrast, kar nam omogoča, da vidimo zgradbo prstana proti izjemno svetlim odsevom Fomalhauta," je dejal Clampin. "Tega opažanja trenutno ni mogoče izvesti pri vidnih valovnih dolžinah brez vesoljskega teleskopa Hubble. Dejstvo, da smo ga s Hubblom uspeli zaznati, je bilo nepričakovano, a impresivno. "
Kalas in njegovi sodelavci so Hubble uporabljali petmesečno obdobje leta 2004? 17. maja, 2. avgusta in 27. oktobra? za preslikavo strukture obroča. Eno stran prstana še ni bilo treba posneti, ker sega čez vidno polje kamere ACS. Astronomi bodo to poletje znova uporabili Hubble za preslikavo celotnega obroča. Pričakujejo, da bodo dodatni podatki o Hubblu razkrili, ali ima obroč kake vrzeli, ki bi jih lahko izklesal gravitacijski vpliv nevidnega telesa. Tudi daljše in globlje osvetlitve lahko kažejo, ali ima obroč še širši premer, kot je trenutno viden. Poleg tega bodo astronomi izmerili barve obroča, da bi določili njegove fizične lastnosti, vključno z njegovo sestavo.
Prejšnji zemljevidi toplotne emisije Fomalhauta so pokazali, da je ena stran obroča toplejša od druge strani, kar pomeni, da je obroč oddaljen od sredine za približno polovico razdalje, izmerjene s Hubblejem. To razliko je mogoče razložiti z dejstvom, da so Hubble-ove slike ACS strukture obroča 100-krat ostrejše od opazovanj z daljšo valovno dolžino in zato dajejo veliko natančnejši rezultat. Ali pa lahko odstopanje pomeni, da je velikost prstana na drugih valovnih dolžinah drugačna.
Fomalhautov prašni prstan je bil odkrit leta 1983 v opazovanjih Nasinega infrardečega astronomskega satelita (IRAS). Kalas je dejal, da je sistem prepričljiva tarča prihodnjih teleskopov, kot sta vesoljski teleskop James Webb in zemeljski iskalnik planetov.
Izvirni vir: Hubble News Release
