Изображение на Хъбъл на пръстена около Fomalhaut. Кредит за изображение: Хъбъл. Щракнете за уголемяване
Най-детайлното изображение на видимата светлина на космическия телескоп на НАСА Хъбъл, направено някога от тесен, прашен пръстен около близката звезда Фомалхаут (HD 216956), предлага най-силните доказателства досега, че неподправена и невиждана планета може да гравитационно да се дърпа на пръстена.
Хъбъл недвусмислено показва, че центърът на пръстена е с огромни 1,4 милиарда мили (15 астрономически единици) от звездата. Това е разстояние, равно на почти половината път през нашата Слънчева система. Най-правдоподобното обяснение, според астрономите, е, че невидима планета, движеща се по елиптична орбита, преобразува пръстена с гравитационното си издърпване. Геометрично поразителният пръстен, наклонен наклонено към Земята, нямаше да има толкова голямо отместване, ако просто беше повлиян само от гравитацията на Фомалхаут.
Отместване на центъра на пръстена от звездата е направено от предишни наблюдения и по-дълги вълни с помощта на субмилиметрови телескопи на Мауна Кеа, Хаваи, космически телескоп Шпицър, Калифорнийската субмилиметрова обсерватория и прилагане на теоретично моделиране и физически предположения. Сега острите изображения на Хъбъл директно разкриват компенсирането на пръстена от Fomalhaut.
Тези нови наблюдения дават категорични доказателства, че поне един невидим планетен масов обект орбитира звездата. Хъбъл би открил обект, по-голям от планета, като кафяво джудже. „Нашите нови изображения на Хъбъл потвърждават онези по-ранни хипотези, според които една планета смущава пръстена“, казва Пол Калас от Калифорнийския университет в Бъркли. Пръстенът е подобен на пояса на Койпер на нашата Слънчева система, огромен резервоар от леден материал, останал от формирането на нашите планети на Слънчевата система.
Наблюденията предлагат вникване в годините на формиране на нашата Слънчева система, когато планетите играят дерби за разрушаване с остатъците от образуването на нашите планети, гравитационно разпръсквайки много обекти в пространството. Някои ледени материали може да са се сблъскали с планетите на вътрешната слънчева система, напоявайки ги с вода, образувана в по-студената външна слънчева система. Други отломки може да са пътували навън, образувайки пояса на Койпер и облака Оорт, сферичен облак от материал, заобикалящ Слънчевата система.
Само Хъбъл има изящната оптична разделителна способност, за да разреши, че вътрешният ръб на пръстена е по-остър от външния му ръб, показателен знак, че предмет гравитационно мете материал като плуг, чисти снега. Друг класически признак на влиянието на планетата е сравнително тясната ширина на пръстена, около 2,3 милиарда мили (25 астрономически единици). Без обект, който гравитационно да запази пръстеновия материал непокътнат, казаха астрономите, частиците ще се разпространят много по-широко.
„Това, което виждаме в този пръстен, е подобно на това, което се вижда в изображенията на космическите кораби Касини от тесните пръстени на Сатурн. В тези образи луните на Сатурн „пасират” пръстеновидния материал и пазят пръстена да не се разпространява “, каза Калас.
Предполагаемата планета може да се движи в орбита далеч от Фомалхаут, във вътрешния ръб на прашния пръстен, между 4,7 милиарда и 6,5 милиарда мили (50 до 70 астрономически единици) от звездата. Пръстенът е на 12 милиарда мили (133 астрономически единици) от Фомалхаут, което е много по-далеч, отколкото нашата най-външна планета Плутон е от Слънцето. Тези наблюдения на Хъбъл не откриват директно предполагаемата планета, така че астрономите не могат да измерят нейната маса. Вместо това те ще проведат компютърни симулации на динамиката на пръстена, за да оценят масата на планетата.
Калас и сътрудниците Джеймс Р. Греъм от Калифорнийския университет в Бъркли и Марк Клепмин от Центъра за космически полети на NASA Goddard в Greenbelt, Md., Ще публикуват своите открития в броя на списанието Nature от 23 юни 2005 г.
Фомалхаут, 200-милионна звезда, е просто бебе в сравнение с нашето 4,5-милиардно годишно Слънце. Намира се на 25 светлинни години от Слънцето. Разположен в съзвездието Piscis Austrinus (южната риба), пръстенът Fomalhaut е десет пъти по-стар от дисковете от отломки, наблюдавани преди около звездите AU Microscopii и Beta Pictoris, където планетите все още могат да се образуват. Ако нашата слънчева система е какъвто и да е пример, планетите трябва да са се образували около Фомалхаут в рамките на десетки милиони години след раждането на звездата.
Изображенията на Хъбъл също предоставят поглед върху външния планетарен регион, заобикалящ звезда, различна от нашето Слънце. Много от повече от 100 планети, открити извън нашата Слънчева система, орбитират близо до своите звезди. Повечето от съвременните техники за откриване на планети предпочитат намирането на планети, които са близо до техните звезди.
„Размерът на пръстена на Fomalhaut показва, че не всички планетни системи се формират и развиват по един и същи начин? планетарните архитектури могат да бъдат много различни от звезда до звезда “, обясни Калас. „Докато пръстенът на Фомалхаут е аналог на пояса на Койпер, диаметърът му е четири пъти по-голям от този на пояса на Койпер.“
Астрономите използваха разширената камера за изследване (ACS) на коронара на борда на Хъбъл, за да блокират светлината от ярката звезда, така че да могат да видят детайли в слабия пръстен.
„Коронаграфът на ACS предлага висок контраст, което ни позволява да видим структурата на пръстена срещу изключително яркия отблясък на Фомалхаут“, каза Клампин. „Това наблюдение понастоящем е невъзможно да се направи при видими дължини на вълната без космическия телескоп Хъбъл. Фактът, че успяхме да го засечем с Хъбъл, беше неочакван, но впечатляващ. “
Калас и неговите сътрудници използваха Хъбъл за петмесечен период през 2004 г.? 17 май, 2 август и 27 октомври? за да картографирате структурата на пръстена. Едната страна на пръстена все още не е изобразена, тъй като се простира извън зрителното поле на ACS камерата. Астрономите ще използват Хъбъл отново това лято, за да картографират целия пръстен. Те очакват, че допълнителните данни на Хъбъл ще разкрият дали пръстенът има или няма пропуски, които биха могли да бъдат изсечени от гравитационното влияние на невиждано тяло. По-дългите, по-дълбоки експозиции също могат да покажат дали пръстенът има още по-широк диаметър от наблюдавания в момента. Освен това астрономите ще измерват цветовете на пръстена, за да определят физическите му свойства, включително неговия състав.
Предишните карти за термични емисии на Fomalhaut показват, че едната страна на пръстена е по-топла от другата страна, което предполага, че пръстенът е извън центъра с около половината разстояние, измерено от Хъбъл. Тази разлика може да се обясни с факта, че ACS изображенията на Хъбъл в структурата на пръстена са 100 пъти по-остри от наблюденията на по-дългата вълна и следователно дават много по-точен резултат. Или несъответствието може да означава, че размерът на пръстена изглежда различен при други дължини на вълната.
Праховият пръстен на Fomalhaut е открит през 1983 г. в наблюдения, направени от инфрачервения астрономически спътник на НАСА (IRAS). Системата е непреодолима цел за бъдещи телескопи като космическия телескоп Джеймс Уеб и Земният планетен търсач, каза Калас.
Оригинален източник: Hubble News Release
