A Beta Pictoris és a lemez tudományosan pontos modellje. kattints a kinagyításhoz
Az újszülött csillagokat körülvevő gáz- és porlemezeket proto-bolygókorongoknak nevezzük; amelyekről azt gondolják, hogy olyan régiók, ahol a bolygók végül kialakulnak. Ezek a lemezek eltűnnek a csillagok érett állapotában, de néhány csillag továbbra is látható körülöttük lévő anyagfelhővel, amelyet törmeléklemeznek hívnak. Ezek közül az egyik leghíresebb a Beta Pictorist körülvevő korong, amely mindössze 60 fényévnyire található.
A bolygók az újszülött csillagokat körülvevő gáz- és porlemezekben alakulnak ki. Az ilyen lemezeket proto-planetáris lemezeknek nevezzük. Az ezekben a lemezekben található por sziklás bolygókká válik, mint a Föld, és az óriás gázbolygók belső magjai, mint a Szaturnusz. Ez a por az elemek alapját képező elemek tárolója is.
A proto-bolygókorongok eltűnnek a csillagok érett állapotában, de sok csillag rendelkezik úgynevezett törmeléklemezekkel. A csillagászok feltételezik, hogy ha az objektumok, például az aszteroidák és üstökösök a proto-bolygó korongjából születnek, az egymás közötti ütközések másodlagos porlemezt eredményezhetnek.
Az ilyen porckorongok legismertebb példája a Pictor csillagkép második fényesebb csillagját körülvevő, azaz a festő festőállványa. Ez a csillag, Beta Pictoris vagy Beta Pic néven nagyon közel áll a Napnak, mindössze hatvan fényévnyire van, ezért könnyű tanulmányozni.
A Beta Pic kétszer olyan fényes, mint a Nap, de a lemezről származó fény sokkal halványabb. Smith és Terrile csillagászok voltak az elsők, akik ezt a halvány fényt 1984-ben fedezték fel, maga a csillag fényének koronográfia elnevezésű módszerrel történő blokkolásával. Azóta sok csillagász megfigyelte a Beta Pic lemezt, egyre jobb eszközök és földi és űrbeli távcsövek felhasználásával, hogy részletesebben megértsék a bolygók születési helyét és ezáltal az életet.
A Japán Nemzeti Csillagászati Megfigyelőközpont, a Nagoya Egyetem és a Hokkaido Egyetem csillagászai egyaránt először kombináltak több technológiát, hogy a Beta Pic lemez infravörös polarizációs képét jobb felbontású és nagyobb kontrasztú képpel állítsák elő, mint valaha: egy nagy rekeszű távcső ( a Subaru teleszkóp nagy 8,2 méteres primer tükörjével, adaptív optikai technológiájával és egy koronagráfiai képalkotóval, amely képes különféle polarizációjú fényképeket készíteni (Subaru Coronagraphic Imager with Adaptive Optics, CIAO).
A nagy rekeszű távcső, különös tekintettel a Subaru kiváló képminőségére, lehetővé teszi a halvány fény nagy felbontásban történő látását. Az adaptív optikai technológia csökkenti a Föld légkörének a torzító fényhatásokat, lehetővé téve a nagyobb felbontású megfigyeléseket. A koronográfia olyan technika, amely megakadályozza egy fényes tárgy, például egy csillag fényét, hogy láthassa a közelében lévő halványabb tárgyakat, például a csillagokat körülvevő bolygót és port. A polarizált fény megfigyelésével a visszavert fény különböztethető meg az eredeti forrásból közvetlenül származó fénytől. A polarizáció információkat is tartalmaz a fényvisszaverő por méretéről, alakjáról és igazításáról.
A technológiák e kombinációjával a csapatnak sikerült megfigyelnie a Beta Pic-ot infravörös fényben két mikrométer hullámhosszon, egy ívsebesség egyötödének felbontásával. Ez a felbontás azt jelenti, hogy egy mérföld távolságban egy-egy rizsmag vagy egy kilométer távolságra mustármag látható. Ennek a felbontásnak az elérése hatalmas előrelépést jelent az 1990-es évek hasonló korábbi polarimetrikus megfigyeléseihez képest, amelyeknek csak körülbelül másfél másolatos másodperc volt a felbontása.
Az új eredmények határozottan azt sugallják, hogy a Beta Pic lemeze síkbeli mintákat, aszteroida vagy üstökös-szerű tárgyakat tartalmaz, amelyek összeütköznek és a csillagfényt tükröző por képződik.
A lemezről visszavert fény polarizációja felfedi a lemez fizikai tulajdonságait, például összetételét, méretét és eloszlását. A két mikrométeres hullámhosszú fény képe a lemez hosszú, vékony felépítését mutatja, szinte a szélén. A fény polarizációja azt mutatja, hogy a két mikrométer fény tíz százaléka polarizált. A polarizáció mintája azt jelzi, hogy a fény a központi csillagból származó fényvisszaverődés.
Annak elemzése, hogy a lemez fényereje hogyan változik a központi távolságtól függően, a fényerő fokozatos csökkenését mutatja kis rezgésekkel. A fényerősség enyhe rezgése a lemez sűrűségének változásainak felel meg. A legvalószínűbb magyarázat az, hogy a sűrűbb régiók azoknak a helyeknek felelnek meg, ahol a síkbeli minták ütköznek. Hasonló szerkezeteket láttak a csillaghoz közelebb a korábbi megfigyelések során, hosszabb hullámhosszon, a Subaru hűtött közép-infravörös kamera és spektrográfia (COMICS) és más műszerek segítségével.
A polarizáció mértékének a csillagtól való távolságával történő változásának hasonló elemzése azt mutatja, hogy száz csillagászati egység távolságra csökken a polarizáció (egy csillagászati egység a Föld és a Nap közötti távolság). Ez egy olyan helynek felel meg, ahol a fényerő szintén csökken, ami arra utal, hogy a csillagtól ezen a távolságon belül kevesebb síkban van.
Mivel a csoport megvizsgálta a Beta Pic lemez modelleit, amelyek meg tudják magyarázni az új és a régi megfigyeléseket, úgy találták, hogy a Beta Pic korongjában lévő por több mint tízszer nagyobb, mint a tipikus csillagközi por szemcsék. A Beta Pics porlemez valószínűleg mikrométer méretű, laza csomókból és jégből készül, mint a miniszkusz baktérium méretű porzsákok.
Ezek az eredmények együttesen nagyon erős bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a Beta Picot körülvevő korongot síkbeli szimbólumok képződése és ütközése generálja. Ennek az új információnak a részletessége megerősíti a környezet megértését, amelyben a bolygók kialakulnak és fejlődnek.
A csoportot vezető Motohide Tamura szerint „kevesen tudták megnézni a bolygók születési helyét egy nagy távcsővel polarizált fény megfigyelésével. Eredményeink azt mutatják, hogy ez egy nagyon kifizetődő megközelítés. Azt tervezzük, hogy kutatásainkat más lemezekre is kiterjesztjük, hogy átfogó képet kapjunk arról, hogy a por miként alakul át bolygókká. ”
Ezeket az eredményeket az Astrophysical Journal 2006. április 20-i kiadásában tették közzé.
Csapat tagjai: Motohide Tamura, Hiroshi Suto, Lyu Abe (NAOJ), Misato Fukagawa (Nagoya Egyetem, Kaliforniai Technológiai Intézet), Hiroshi Kimura, Tetsuo Yamamoto (Hokkaidói Egyetem).
Ezt a kutatást Japán Oktatási, Kulturális, Sport-, Tudományos és Technológiai Minisztériuma támogatta egy támogatási támogatás formájában a prioritási területeken folytatott tudományos kutatáshoz az “Extra napenergián kívüli bolygó tudomány fejlesztése” céljából.
Eredeti forrás: NAOJ sajtóközlemény
