Χαμπλ εικόνα του δακτυλίου γύρω από το Fomalhaut. Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Η πιο λεπτομερής εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble της NASA που έχει ληφθεί ποτέ από έναν στενό, σκονισμένο δακτύλιο γύρω από το κοντινό αστέρι Fomalhaut (HD 216956), προσφέρει τις ισχυρότερες ενδείξεις ακόμη ότι ένας άτακτος και αόρατος πλανήτης μπορεί να τραβάει τον δακτύλιο.
Ο Χαμπλ δείχνει ξεκάθαρα ότι το κέντρο του δακτυλίου απέχει 1,4 δισεκατομμύρια μίλια (15 αστρονομικές μονάδες) μακριά από το αστέρι. Αυτή είναι μια απόσταση ίση με σχεδόν στα μισά του ηλιακού μας συστήματος. Η πιο πιθανή εξήγηση, ανέφεραν οι αστρονόμοι, είναι ότι ένας αόρατος πλανήτης που κινείται σε ελλειπτική τροχιά αναδιαμορφώνει τον δακτύλιο με τη βαρυτική του έλξη. Ο γεωμετρικά εντυπωσιακός δακτύλιος, με κλίση λοξά προς τη Γη, δεν θα είχε τόσο μεγάλη αντιστάθμιση αν επηρεάζεται απλώς από τη βαρύτητα του Fomalhaut.
Μια μετατόπιση του κέντρου του δακτυλίου από το αστέρι έχει συναχθεί από προηγούμενες και μακρύτερες παρατηρήσεις μήκους κύματος χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια υπογλομέτρου στο Mauna Kea, Χαβάη, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer, το Παρατηρητήριο Submillimeter του Caltech και εφαρμόζοντας θεωρητικά μοντέλα και φυσικές υποθέσεις. Τώρα οι ευκρινείς εικόνες του Χαμπλ αποκαλύπτουν άμεσα την μετατόπιση του δακτυλίου από το Fomalhaut.
Αυτές οι νέες παρατηρήσεις παρέχουν ισχυρές ενδείξεις ότι τουλάχιστον ένα αόρατο αντικείμενο πλανητικής μάζας βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το αστέρι. Ο Χαμπλ θα είχε εντοπίσει ένα αντικείμενο μεγαλύτερο από έναν πλανήτη, όπως έναν καφέ νάνο. «Οι νέες εικόνες του Χαμπλ επιβεβαιώνουν εκείνες τις προηγούμενες υποθέσεις που πρότειναν ότι ένας πλανήτης διαταράσσει τον δακτύλιο», δήλωσε ο Paul Kalas του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ. Ο δακτύλιος είναι παρόμοιος με τον ιμάντα Kuiper Belt του ηλιακού μας συστήματος, μια τεράστια δεξαμενή παγωμένου υλικού που έχει απομείνει από τον σχηματισμό των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος.
Οι παρατηρήσεις προσφέρουν ιδέες για τα διαμορφωτικά έτη του ηλιακού μας συστήματος, όταν οι πλανήτες έπαιξαν ένα παιχνίδι ντέρμπι κατεδάφισης με τα συντρίμμια που είχαν απομείνει από τον σχηματισμό των πλανητών μας, διασκορπίζοντας βαρυτικά πολλά αντικείμενα στο διάστημα. Κάποιο παγωμένο υλικό μπορεί να συγκρούστηκε με τους εσωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος, ποτίζοντάς τα με νερό που σχηματίστηκε στο ψυχρότερο εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Άλλα συντρίμμια μπορεί να έχουν ταξιδέψει προς τα έξω, σχηματίζοντας το Kuiper Belt και το Oort Cloud, ένα σφαιρικό νέφος υλικού που περιβάλλει το ηλιακό σύστημα.
Μόνο το Hubble έχει την εξαιρετική οπτική ανάλυση για να διαπιστώσει ότι το εσωτερικό άκρο του δακτυλίου είναι πιο έντονο από το εξωτερικό του άκρο, ένα ενδεικτικό σημάδι ότι ένα αντικείμενο σαρώνει βαρυτικά υλικό σαν ένα άροτρο που καθαρίζει το χιόνι. Μια άλλη κλασική υπογραφή της επιρροής ενός πλανήτη είναι το σχετικά στενό πλάτος του δακτυλίου, περίπου 2,3 δισεκατομμύρια μίλια (25 αστρονομικές μονάδες). Χωρίς αντικείμενο να διατηρείται άθικτο το υλικό του δακτυλίου, ανέφεραν οι αστρονόμοι, τα σωματίδια θα εξαπλώνονταν πολύ ευρύτερα.
«Αυτό που βλέπουμε σε αυτό το δαχτυλίδι είναι παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε στις διαστημικές εικόνες Cassini των στενών δακτυλίων του Κρόνου. Σε αυτές τις εικόνες, τα φεγγάρια του Κρόνου «βοσκώνουν» το υλικό του δακτυλίου και εμποδίζουν τη διάδοση του δακτυλίου », είπε ο Kalas.
Ο ύποπτος πλανήτης μπορεί να βρίσκεται σε τροχιά μακριά από το Fomalhaut, μέσα στην εσωτερική άκρη του δακτυλίου σκόνης, μεταξύ 4,7 δισεκατομμυρίων και 6,5 δισεκατομμυρίων μιλίων (50 έως 70 αστρονομικές μονάδες) από το αστέρι. Ο δακτύλιος απέχει 12 δισεκατομμύρια μίλια (133 αστρονομικές μονάδες) από το Fomalhaut, το οποίο είναι πολύ πιο μακριά από τον εξόχως πλανήτη μας, ο Πλούτωνας είναι από τον Ήλιο. Αυτές οι παρατηρήσεις του Χαμπλ δεν ανιχνεύουν άμεσα τον πιθανό πλανήτη, οπότε οι αστρονόμοι δεν μπορούν να μετρήσουν τη μάζα του. Αντ 'αυτού, θα πραγματοποιήσουν προσομοιώσεις υπολογιστών της δυναμικής του δακτυλίου για να εκτιμήσουν τη μάζα του πλανήτη.
Ο Kalas και οι συνεργάτες του James R. Graham του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ και ο Mark Clampin του NASA Goddard Space Flight Center στο Greenbelt, MD, θα δημοσιεύσουν τα ευρήματά τους στο τεύχος 23 Ιουνίου 2005 του περιοδικού Nature.
Ο Fomalhaut, ένα αστέρι 200 εκατομμυρίων ετών, είναι ένα απλό βρέφος σε σύγκριση με τον δικό μας Ήλιο 4,5 δισεκατομμυρίων ετών. Βρίσκεται 25 έτη φωτός μακριά από τον Ήλιο. Βρίσκεται στον αστερισμό Piscis Austrinus (το νότιο ψάρι), ο δακτύλιος Fomalhaut είναι δέκα φορές παλαιότερος από τους δίσκους συντριμμιών που είχαν δει προηγουμένως γύρω από τα αστέρια AU Microscopii και Beta Pictoris, όπου οι πλανήτες ενδέχεται να σχηματίζονται. Εάν το ηλιακό μας σύστημα είναι οποιοδήποτε παράδειγμα, οι πλανήτες θα έπρεπε να έχουν σχηματιστεί γύρω από το Fomalhaut μέσα σε δεκάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του αστεριού.
Οι εικόνες του Χαμπλ παρέχουν επίσης μια ματιά στην εξωτερική πλανητική περιοχή που περιβάλλει ένα αστέρι διαφορετικό από τον Ήλιο μας. Πολλοί από τους περισσότερους από 100 πλανήτες που εντοπίστηκαν πέρα από το ηλιακό μας σύστημα βρίσκονται σε τροχιά κοντά στα αστέρια τους. Οι περισσότερες από τις τρέχουσες τεχνικές ανίχνευσης πλανητών ευνοούν την εύρεση πλανητών που βρίσκονται κοντά στα αστέρια τους.
«Το μέγεθος του δακτυλίου σκόνης του Fomalhaut υποδηλώνει ότι δεν σχηματίζονται και εξελίσσονται όλα τα πλανητικά συστήματα με τον ίδιο τρόπο; Οι πλανητικές αρχιτεκτονικές μπορεί να διαφέρουν από αστέρι σε αστέρι », εξήγησε ο Κάλας. «Ενώ ο δακτύλιος της Fomalhaut είναι ανάλογος με τον ιμάντα Kuiper, η διάμετρος του είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτήν της ζώνης Kuiper.»
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το κοροσκόπιο Advanced Camera for Surveys (ACS) στο Hubble για να αποκλείσουν το φως από το λαμπερό αστέρι, ώστε να μπορούν να δουν λεπτομέρειες στο αχνό δαχτυλίδι.
«Το κοράκι του ACS προσφέρει υψηλή αντίθεση, επιτρέποντάς μας να δούμε τη δομή του δακτυλίου απέναντι στην εξαιρετικά έντονη λάμψη του Fomalhaut», είπε ο Clampin. «Αυτή η παρατήρηση είναι επί του παρόντος αδύνατη να γίνει σε ορατά μήκη κύματος χωρίς το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Το γεγονός ότι καταφέραμε να το ανιχνεύσουμε με το Χαμπλ ήταν απροσδόκητο, αλλά εντυπωσιακό. "
Ο Κάλας και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το Χαμπλ για περίοδο πέντε μηνών το 2004; 17 Μαΐου, 2 Αυγούστου και 27 Οκτωβρίου; για να χαρτογραφήσει τη δομή του δακτυλίου. Η μία πλευρά του δακτυλίου δεν έχει ακόμη αποτυπωθεί επειδή εκτείνεται πέρα από το οπτικό πεδίο της κάμερας ACS. Οι αστρονόμοι θα χρησιμοποιήσουν ξανά το Χαμπλ αυτό το καλοκαίρι για να χαρτογραφήσουν ολόκληρο τον δακτύλιο. Αναμένουν ότι τα πρόσθετα δεδομένα του Χαμπλ θα αποκαλύψουν εάν ο δακτύλιος έχει κενά ή όχι, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν χαράξει η βαρυτική επίδραση ενός αόρατου σώματος. Οι μακρύτερες, βαθύτερες εκθέσεις μπορεί επίσης να δείξουν εάν ο δακτύλιος έχει ακόμη μεγαλύτερη διάμετρο από ό, τι φαίνεται σήμερα. Επιπλέον, οι αστρονόμοι θα μετρήσουν τα χρώματα του δακτυλίου για να προσδιορίσουν τις φυσικές του ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσής του.
Οι προηγούμενοι χάρτες θερμικής εκπομπής του Fomalhaut έδειξαν ότι η μία πλευρά του δακτυλίου είναι θερμότερη από την άλλη πλευρά, υποδηλώνοντας ότι ο δακτύλιος είναι εκτός κέντρου περίπου κατά τη μισή απόσταση που μετράται από το Hubble. Αυτή η διαφορά μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι εικόνες ACS του Hubble της δομής του δακτυλίου είναι 100 φορές πιο ευκρινείς από τις παρατηρήσεις μεγαλύτερου μήκους κύματος και, ως εκ τούτου, αποδίδουν ένα πολύ πιο ακριβές αποτέλεσμα. Ή η απόκλιση μπορεί να σημαίνει ότι το μέγεθος του δακτυλίου φαίνεται διαφορετικό σε άλλα μήκη κύματος.
Ο δακτύλιος σκόνης του Fomalhaut ανακαλύφθηκε το 1983 σε παρατηρήσεις του υπερύθρου αστρονομικού δορυφόρου της NASA (IRAS). Το σύστημα είναι ένας συναρπαστικός στόχος για μελλοντικά τηλεσκόπια, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και το Terrestrial Planet Finder, δήλωσε ο Kalas.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Hubble
