Μπορεί να υπάρχει κάποια ξέφρενη δραστηριότητα στο στενό, σκονισμένο δίσκο που περιβάλλει ένα κοντινό αστέρι που ονομάζεται Fomalhaut. Αλλά για να δημιουργηθεί η ποσότητα σκόνης και συντριμμιών που φαίνονται γύρω από το Fomalhaut, θα πρέπει να γίνονται συγκρούσεις που καταστρέφουν χιλιάδες παγωμένους κομήτες κάθε μέρα.
«Ήμουν πραγματικά έκπληκτος», είπε ο Bram Acke, ο οποίος ηγήθηκε μιας ομάδας στις παρατηρήσεις του Herschel. "Για μένα αυτός ήταν ένας εξαιρετικά μεγάλος αριθμός."
Ο Fomalhaut είναι ένα νεαρό αστέρι, μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, περίπου 25,1 έτη φωτός μακριά και διπλάσιο από τον Ήλιο. Είναι το πιο λαμπρό αστέρι στον αστερισμό Piscis Austrinus και ένα από τα πιο φωτεινά αστέρια στον ουρανό μας, ορατό στο νότιο ουρανό στο βόρειο ημισφαίριο το φθινόπωρο και νωρίς το χειμώνα.
Η τοροειδής ζώνη σκόνης του Fomalhaut ανακαλύφθηκε τη δεκαετία του 1980 από τον δορυφόρο IRAS. Το είδαν αρκετές φορές από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, αλλά οι νέες εικόνες του ιμάντα της Herschel το δείχνουν με περισσότερες λεπτομέρειες σε μακρά υπέρυθρα μήκη κύματος από ποτέ.
Οι στενές και ασύμμετρες ιδιότητες του δίσκου πιστεύεται ότι οφείλονται στη βαρύτητα ενός πιθανού πλανήτη σε τροχιά γύρω από το αστέρι, αλλά η ύπαρξη του πλανήτη είναι ακόμη υπό μελέτη.
Ο Acke, από το Πανεπιστήμιο του Leuven του Βελγίου, και οι συνάδελφοί του ανέλυσαν τις παρατηρήσεις του Herschel και διαπίστωσαν ότι οι θερμοκρασίες σκόνης στη ζώνη κυμαίνονται μεταξύ –230 και –170 βαθμών Κελσίου και επειδή το Fomalhaut είναι ελαφρώς εκτός κέντρου και πιο κοντά στο νότο πλευρά της ζώνης, η νότια πλευρά είναι πιο ζεστή και φωτεινότερη από τη βόρεια πλευρά.
Αυτές οι παρατηρήσεις συγκέντρωσαν το φως του αστεριού που διασκορπίζει τους κόκκους στη ζώνη και έδειξαν ότι είναι πολύ λιποθυμία στα ορατά μήκη κύματος του Χαμπλ, υποδηλώνοντας ότι τα σωματίδια σκόνης είναι σχετικά μεγάλα. Αλλά αυτό φαίνεται να είναι ασυμβίβαστο με τη θερμοκρασία του ιμάντα όπως μετρήθηκε από τον Herschel στο υπέρυθρο.
Ενώ οι παρατηρήσεις με τον Hubble έδειξαν ότι οι κόκκοι στο δίσκο σκόνης θα ήταν σχετικά μεγάλοι, τα δεδομένα Herschel δείχνουν ότι η σκόνη στον ιμάντα έχει τις θερμικές ιδιότητες μικρών στερεών σωματιδίων, με μεγέθη μόλις λίγα εκατοστά του μέτρου. Οι παρατηρήσεις HST πρότειναν στερεούς κόκκους περισσότερο από δέκα φορές μεγαλύτερους.
Για να επιλυθεί το παράδοξο, ο Acke και οι συνεργάτες του προτείνουν ότι οι κόκκοι σκόνης πρέπει να είναι μεγάλα αφράτα αδρανή, παρόμοια με σωματίδια σκόνης που απελευθερώνονται από κομήτες στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Αυτά θα έχουν τις σωστές ιδιότητες θερμικής και σκέδασης.
Ωστόσο, αυτό οδηγεί σε ένα άλλο πρόβλημα.
Το φωτεινό φως του αστεριού από το Fomalhaut θα πρέπει να φυσάει μικρά σωματίδια σκόνης έξω από τον ιμάντα πολύ γρήγορα, ωστόσο τέτοιοι κόκκοι φαίνεται να παραμένουν άφθονοι εκεί.
Έτσι, ο μόνος τρόπος για να εξηγήσουμε την αντίφαση είναι να ανεφοδιάσουμε τη ζώνη μέσω συνεχών συγκρούσεων μεταξύ μεγαλύτερων αντικειμένων σε τροχιά γύρω από το Fomalhaut, δημιουργώντας νέα σκόνη.
Δεν είναι η πρώτη φορά που έχουν παρατηρηθεί ενδείξεις συγκρούσεων σε άλλο αστέρι. Πέρυσι, οι αστρονόμοι που χρησιμοποίησαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer εντόπισαν δραστηριότητα που μοιάζει με ένα είδος «βαρύ βομβαρδισμού» γεγονότος όπου τα παγωμένα σώματα από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα πιθανώς κατακλύζουν βραχώδεις κόσμους πιο κοντά στο αστέρι.
Στο Fomalhaut, ωστόσο, για να διατηρηθεί ο ιμάντας, ο ρυθμός σύγκρουσης πρέπει να είναι αξιοσημείωτος: κάθε μέρα, το ισοδύναμο είτε των δύο κομητών μεγέθους 10 km είτε των 2.000 κομητών μεγέθους 1 km πρέπει να συνθλίβονται πλήρως σε μικρά, αφράτα σωματίδια σκόνης.
Για να διατηρηθεί ο ρυθμός σύγκρουσης τόσο υψηλός, οι επιστήμονες λένε ότι πρέπει να υπάρχουν μεταξύ 260 δισεκατομμύρια και 83 τρισεκατομμύρια κομήτες στη ζώνη, ανάλογα με το μέγεθός τους. Αυτό δεν είναι αδιανόητο, λέει η ομάδα, καθώς το δικό μας Ηλιακό Σύστημα έχει παρόμοιο αριθμό κομητών στο Oort Cloud του, το οποίο σχηματίστηκε από αντικείμενα διάσπαρτα από έναν δίσκο που περιβάλλει τον Ήλιο όταν ήταν τόσο νέος όσο ο Fomalhaut.
«Αυτές οι όμορφες εικόνες Herschel παρείχαν τις κρίσιμες πληροφορίες που απαιτούνται για τη μοντελοποίηση της φύσης της ζώνης σκόνης γύρω από το Fomalhaut», δήλωσε ο Göran Pilbratt, ESA Herschel Project Scientist.
Πηγή: ESA
