A gyűrű Hubble képe a Fomalhaut környékén. Kép jóváírása: Hubble. Kattints a kinagyításhoz.
A NASA Hubble Űrtávcsőjének a legrészletesebb látható-fényképe egy keskeny, poros gyűrűről, amelyet a közeli Fomalhaut csillag (HD 216956) körül készített, a legerősebb bizonyíték arra, hogy egy szabálytalan és láthatatlan bolygó gravitációs úton húzódhat a gyűrűn.
A Hubble egyértelműen azt mutatja, hogy a gyűrű középpontja egy óriási 1,4 milliárd mérföld (15 csillagászati egység) távolságra van a csillagtól. Ez egy olyan távolság, amely csaknem félúton fekszik a Naprendszerünkben. A csillagászok szerint a legmegbízhatóbb magyarázat az, hogy egy elliptikus pályán mozgó láthatatlan bolygó átalakítja a gyűrűt gravitációs húzásával. A föld felé ferde geometriailag feltűnő gyűrűnek nem lenne ilyen nagy eltolódása, ha csak Fomalhaut gravitációja befolyásolja.
A gyűrű középpontjának a csillaghoz viszonyított eltolódása a korábbi és hosszabb hullámhossz-megfigyelésekből származik, a szubmilliméter távcsövek segítségével Mauna Kea-n, Hawaii-ban, a Spitzer Űrtávcsőn, a Caltech Submillimeter Obszervatóriumában, és elméleti modellezést és fizikai feltételezéseket alkalmazva. A Hubble éles képei közvetlenül felfedik a gyűrű eltolódását a Fomalhautból.
Ezek az új megfigyelések szilárd bizonyítékokat szolgáltatnak arra vonatkozóan, hogy legalább egy láthatatlan bolygótömeg-objektum kering a csillag körül. A Hubble a bolygónál nagyobb objektumot, például egy barna törpét észlelhetett volna. "Új Hubble képeink megerősítik azokat a korábbi hipotéziseket, amelyek szerint egy bolygó zavarja a gyűrűt" - mondta Paul Kalas a kaliforniai Berkeley Egyetemen. A gyűrű hasonló a Naprendszerünk Kuiper-övéhez, egy hatalmas jeges anyagtartályhoz, amely a Naprendszer bolygóinak kialakulásakor maradt fenn.
A megfigyelések betekintést nyújtanak a Naprendszerünk kialakulási éveibe, amikor a bolygók bontási derbi játékot játszottak a bolygók kialakulásának maradványaival, sok objektum gravitációs szétszórásával az űrben. Bizonyos jeges anyagok ütközhetnek a Naprendszer belső bolygóival, és öblítik őket a hidegebb külső Naprendszerben képződött vízzel. Más törmelék kifelé is haladhatott, a Kuiper-övet és az Oort-felhőt képezve, amely a Naprendszert körülvevő gömb alakú anyagfelhő.
Csak a Hubble rendelkezik a tökéletes optikai felbontással annak megoldására, hogy a gyűrű belső széle élesebb legyen, mint a külső széle. Ez egy figyelmeztető jel, miszerint egy tárgy gravitációs úton söpör anyagot, mint egy eke, amely tisztítja a havat. A bolygó befolyásának másik klasszikus jele a gyűrű viszonylag keskeny szélessége, körülbelül 2,3 milliárd mérföld (25 csillagászati egység). A csillagászok szerint a részecskék sokkal szélesebbek lennének anélkül, hogy a gyűrű anyagát gravitációs szempontból érintetlenül tartsák.
„Amit ebben a gyűrűben látunk, hasonló a Saturn szűk gyűrűinek a Cassini űrhajók képein. Ezekben a képekben a Szaturnusz holdjai „pásztorolják” a gyűrű anyagát, és megakadályozzák a gyűrű terjedését ”- mondta Kalas.
A feltételezett bolygó kering a Fomalhaut-tól távol, a porgyűrű belső peremén belül, a csillagotól 4,7 milliárd és 6,5 milliárd mérföld (50-70 csillagászati egység) között. A gyűrű 12 milliárd mérföldre (133 csillagászati egység) fekszik Fomalhauttól, ami sokkal távolabb van, mint a legkülső Plútónk bolygója a Naptól. Ezek a Hubble-megfigyelések nem közvetlenül észlelik a feltételezett bolygót, így az csillagászok nem tudják mérni annak tömegét. Ehelyett számítógépes szimulációkat készítenek a gyűrű dinamikájáról a bolygó tömegének becslésére.
Kalas és munkatársai James R. Graham a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen és Mark Clampin a NASA Goddard űrrepülési központjáról Greenbeltben (Md.) Közzéteszi eredményeit a Nature folyóirat 2005. június 23-i számában.
Fomalhaut, egy 200 millió éves csillag csupán csecsemő, összehasonlítva a saját 4,5 milliárd éves Sununkkal. 25 fényévnyire van a Naptól. A Piscis Austrinus (a déli hal) csillagképben található Fomalhaut gyűrű tízszer olyan régi, mint az AU Microscopii és a Beta Pictoris csillagok környékén korábban látott törmeléklemezek, ahol még mindig bolygók alakulhatnak ki. Ha a Naprendszerünk bármilyen példa, akkor a bolygóknak a csillag születése után több tízmillió év alatt létre kellett volna állni Fomalhaut körül.
A Hubble képei bepillantást nyújtanak a Napon kívüli csillagot körülvevő külső bolygórégióba. A Naprendszerünkön kívül észlelt több mint 100 bolygó közül sok a csillagok közelében kering. A jelenlegi bolygódetektáló technikák többsége a csillagokhoz közeli bolygók megtalálását részesíti előnyben.
„A Fomalhaut porgyűrűjének mérete azt sugallja, hogy nem minden bolygórendszer alakul ki és fejlődik azonos módon? A bolygó architektúrája csillagoktól csillagokonként nagyon különbözhet ”- magyarázta Kalas. "Noha a Fomalhaut gyűrű analóg a Kuiper-övvel, átmérője négyszer nagyobb, mint a Kuiper-övé."
A csillagászok a Hubble fedélzetén az Advanced Camera for Surveys (ACS) koronográfot használták, hogy megakadályozzák a fényt a fényes csillagból, hogy részleteket lehessen látni a halvány gyűrűben.
"Az ACS koronagráfja nagy kontrasztot kínál, lehetővé téve számunkra, hogy a gyűrű szerkezetét a Fomalhaut rendkívül fényes tükröződésével szemben láthassuk" - mondta Clampin. „Ezt a megfigyelést jelenleg nem lehet látható hullámhosszon végrehajtani a Hubble űrteleszkóp nélkül. Az a tény, hogy sikerült felismernünk a Hubble-rel, váratlan volt, de lenyűgöző. ”
Kalas és munkatársai 2004-ben öt hónapos időszakon keresztül használják a Hubble-t? Május 17., augusztus 2. és október 27.? hogy feltérképezzük a gyűrű szerkezetét. A gyűrű egyik oldalát még nem kell leképezni, mert az túlmutat az ACS kamera látóterén. A csillagászok újra a Hubble-t használják ezen a nyáron az egész gyűrű térképének feltérképezésére. Arra számítanak, hogy a további Hubble-adatok rájönnek, vannak-e olyan gyűrűk, amelyek hiányoznak-e egy láthatatlan test gravitációs hatása alapján. A hosszabb, mélyebb expozíciók azt is megmutathatják, hogy a gyűrű átmérője még szélesebb, mint a jelenleg látható. Ezen felül a csillagászok megmérik a gyűrű színét, hogy meghatározzák annak gyűrű fizikai tulajdonságait, beleértve az összetételét.
A Fomalhaut korábbi hőkibocsátási térképei azt mutatták, hogy a gyűrű egyik oldala melegebb, mint a másik oldal, ami azt jelzi, hogy a gyűrű a Hubble által mért távolság körülbelül a felével fekszik. Ez a különbség azzal magyarázható, hogy a Hubble gyűrűjének ACS-képei százszor élesebbek, mint a hosszabb hullámhossz-megfigyelések, és ennélfogva sokkal pontosabb eredményt adnak. Vagy az eltérés azt sugallhatja, hogy a gyűrű mérete más hullámhosszon eltérő.
A Fomalhaut porgyűrűjét 1983-ban fedezték fel a NASA infravörös csillagászati műholdas (IRAS) megfigyelései alapján. A rendszer kényszerítő célpont olyan jövőbeli távcsövekhez, mint például a James Webb Űrtávcső és a Földi bolygó keresője - mondta Kalas.
Eredeti forrás: Hubble sajtóközlemény
