Hubbleov obraz kruhu okolo Fomalhautu. Obrazový kredit: Hubble. Klikni na zväčšenie.
Najpodrobnejší obraz Hubbleovho vesmírneho teleskopu agentúry NASA, ktorý bol kedy zhotovený z úzkeho zaprášeného kruhu okolo blízkej hviezdy Fomalhaut (HD 216956), ponúka najsilnejší dôkaz o tom, že na prstenec môže gravitačne ťahať nešťastná a neviditeľná planéta.
Hubbleov teleskop jednoznačne ukazuje, že v strede kruhu je neuveriteľných 1,4 miliardy míľ (15 astronomických jednotiek) od hviezdy. Je to vzdialenosť rovnajúca sa takmer polovici našej slnečnej sústavy. Najpravdepodobnejšie vysvetlenie, podľa astronómov, je, že neviditeľná planéta pohybujúca sa na eliptickej obežnej dráhe pretvára prsteň gravitačným ťahom. Geometricky výrazný prsteň, naklonený šikmo k Zemi, by nemal také veľké vyrovnanie, keby bol jednoducho ovplyvnený iba gravitáciou Fomalhauta.
Vyrovnanie stredu prstenca od hviezdy bolo odvodené z predchádzajúcich a dlhších pozorovaní na vlnových dĺžkach pomocou submilimetrových teleskopov na Mauna Kea, Havaj, Spitzerov vesmírny teleskop, Caltechov submillimeterové observatórium a uplatňovanie teoretického modelovania a fyzikálnych predpokladov. Teraz Hubbleove ostré obrázky priamo odhaľujú posun prstenca od Fomalhautu.
Tieto nové pozorovania poskytujú silný dôkaz, že aspoň jeden neviditeľný planétový hmotný objekt obieha okolo hviezdy. Hubbleov teleskop by zistil objekt väčší ako planéta, napríklad hnedého trpaslíka. „Naše nové snímky Hubbleovho prstenu potvrdzujú tie predchádzajúce hypotézy, ktoré naznačujú, že planéta ruší prsteň,“ povedal Paul Kalas z Kalifornskej univerzity v Berkeley. Krúžok je podobný Kuiperovmu pásu našej slnečnej sústavy, obrovskému rezervoáru ľadového materiálu, ktorý zostal po vytvorení planét našej slnečnej sústavy.
Pozorovania ponúkajú nahliadnutie do formatívnych rokov našej slnečnej sústavy, keď planéty hrali demolačný derby s troskami, ktoré zostali z formovania našich planét, gravitačne rozptýlilo mnoho objektov po vesmíre. Niektoré ľadové materiály sa mohli zrážať s planétami vnútornej slnečnej sústavy a zavlažovať ich vodou vytvorenou v chladnejšej vonkajšej slnečnej sústave. Iné úlomky mohli cestovať smerom von a tvoriť Kuiperov pás a Oortov oblak, sférický mrak materiálu obklopujúci slnečnú sústavu.
Iba Hubble má vynikajúce optické rozlíšenie na rozlíšenie, či je vnútorná hrana prsteňa ostrejšia ako jeho vonkajšia hrana, čo je znamením, že objekt gravitačne vymetá materiál, ako je napríklad pluh odstraňujúci sneh. Ďalším klasickým znakom vplyvu planéty je pomerne úzka šírka kruhu, asi 2,3 miliardy míľ (25 astronomických jednotiek). Astronómovia tvrdia, že bez toho, aby gravitačné udržiavali materiál krúžku neporušený, by sa častice rozšírili oveľa širšie.
„To, čo vidíme v tomto kruhu, je podobné tomu, čo je vidieť na snímkach kozmických lodí Cassini z úzkych krúžkov Saturn. Na týchto obrázkoch Saturnove mesiace sú „shepherding“ materiálom prsteňa a bránia šíreniu prsteňa, “uviedol Kalas.
Podozrivá planéta môže obiehať ďaleko od Fomalhautu, vnútri vnútornej hrany prachového krúžku, vo vzdialenosti od 4,7 do 6,5 miliárd míľ (50 až 70 astronomických jednotiek) od hviezdy. Prsten je vzdialený 12 miliárd kilometrov (133 astronomických jednotiek) od Fomalhautu, ktorý je oveľa ďalej ako naša najvzdialenejšia planéta Pluto je od Slnka. Tieto Hubbleove pozorovania priamo nedetekujú domnelú planétu, takže astronómovia nemôžu merať svoju hmotu. Namiesto toho budú vykonávať počítačové simulácie dynamiky prstenca, aby odhadli hmotu planéty.
Kalas a spolupracovníci James R. Graham z Kalifornskej univerzity v Berkeley a Mark Clampin z NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt, MD, zverejnia svoje zistenia v časopise Nature 23. júna 2005.
Fomalhaut, 200 miliónov rokov stará hviezda, je v porovnaní s našim 4,5-ročným Slnkom iba obyčajným dieťaťom. Nachádza sa 25 svetelných rokov od Slnka. Nachádza sa v súhvezdí Piscis Austrinus (južná ryba). Prstenček Fomalhaut je desaťkrát starý ako disk s troskami, ktorý sa predtým pozoroval okolo hviezd AU Microscopii a Beta Pictoris, kde sa môžu planéty stále tvoriť. Ak je naša slnečná sústava príkladom, mali by sa okolo Fomalhautu vytvoriť planéty do desiatok miliónov rokov od narodenia hviezdy.
HST obrázky tiež poskytujú pohľad na vonkajšiu planétu obklopujúcu hviezdu inú ako naše Slnko. Mnoho z viac ako 100 planét odhalených mimo našej slnečnej sústavy obieha okolo svojich hviezd. Väčšina súčasných techník zisťovania planéty uprednostňuje nájdenie planét, ktoré sú blízko ich hviezd.
„Veľkosť prachového prstenca Fomalhauta naznačuje, že nie všetky planétové systémy sa tvoria a vyvíjajú rovnakým spôsobom? planetárne architektúry sa môžu od hviezdy k hviezde úplne líšiť, “vysvetlil Kalas. "Zatiaľ čo Fomalhautov prsteň je analogický ku Kuiperovmu pásu, jeho priemer je štyrikrát väčší ako priemer Kuiperovho pásu."
Astronómovia použili koronografiu Advanced Camera for Surveys (ACS) na palube Hubbleu, aby zablokovali svetlo od jasnej hviezdy, aby mohli vidieť detaily v slabom kruhu.
"Koronograf ACS ponúka vysoký kontrast, čo nám umožňuje vidieť štruktúru prsteňa proti extrémne jasnému oslneniu od Fomalhauta," uviedol Clampin. „Toto pozorovanie je v súčasnosti nemožné robiť na viditeľných vlnových dĺžkach bez Hubbleovho vesmírneho teleskopu. Skutočnosť, že sme to dokázali pomocou Hubbleovho teleskopu zistiť, bola nečakaná, ale pôsobivá. ““
Kalas a jeho spolupracovníci použili Hubble počas päťmesačného obdobia v roku 2004? 17. mája, 2. augusta a 27. októbra? na zmapovanie štruktúry prsteňa. Jedna strana krúžku musí byť ešte zobrazená, pretože presahovala zorné pole kamery ACS. Astronómovia budú tento rok v lete používať Hubbleovu mapu na zmapovanie celého kruhu. Očakávajú, že ďalšie údaje z Hubbleovho teleskopu odhalia, či prsteň má alebo nemá medzery, ktoré mohli byť vytesnené gravitačným vplyvom neviditeľného tela. Dlhšie a hlbšie vystavenie môže tiež ukázať, či má prsteň ešte väčší priemer, ako je v súčasnosti vidieť. Astronómovia okrem toho zmerajú farby prsteňa, aby určili jeho fyzikálne vlastnosti vrátane zloženia.
Predchádzajúce mapy Fomalhautovej tepelnej emisie ukázali, že jedna strana prstenca je teplejšia ako druhá strana, čo naznačuje, že prstenec je mimo stredu asi o polovicu vzdialenosti nameranej Hubbleom. Tento rozdiel sa dá vysvetliť skutočnosťou, že snímky Hubbleovho ACS štruktúry prstenca sú stokrát ostrejšie ako pozorovania s dlhšou vlnovou dĺžkou, a teda poskytujú oveľa presnejší výsledok. Alebo tento nesúlad môže naznačovať, že veľkosť prsteňa vyzerá na iných vlnových dĺžkach odlišne.
Fomalhautov prachový krúžok bol objavený v roku 1983 v pozorovaniach, ktoré urobil NASA Infračervený astronomický satelit (IRAS). Systém je presvedčivým cieľom pre budúce ďalekohľady, ako napríklad James Webb Space Telescope a Terrestrial Planet Finder, uviedol Kalas.
Pôvodný zdroj: Hubble News Release
