Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το τηλεσκόπιο Gemini South 8 μέτρων στη Χιλή έχουν παρατηρήσει νέες λεπτομέρειες στον σκονισμένο δίσκο που περιβάλλει το κοντινό αστέρι Beta Pictoris που δείχνουν ότι μια μεγάλη σύγκρουση μεταξύ πλανητικών μεγεθών μπορεί να έχει συμβεί εκεί πρόσφατα τις τελευταίες δεκαετίες.
Οι ενδιάμεσες υπέρυθρες παρατηρήσεις παρέχουν τις καλύτερες αποδείξεις για την εμφάνιση ενεργητικών συναντήσεων μεταξύ πλανητοειδών κατά τη διαδικασία του πλανητικού σχηματισμού.
«Είναι σαν να κοιτάζουμε πίσω περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια και να παρακολουθούμε το δικό μας ηλιακό σύστημα καθώς διαμορφώνεται σε αυτό που βλέπουμε σήμερα», δήλωσε ο Δρ Charles Telesco του Πανεπιστημίου της Φλόριντα που ηγήθηκε της ομάδας. «Η έρευνά μας μοιάζει λίγο με έναν ντετέκτιβ που ξεσκονίζει δακτυλικά αποτυπώματα για να καταλάβει μια σκηνή εγκλήματος, μόνο σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιούμε τη σκόνη ως ιχνηλάτη για να δείξουμε τι συνέβη μέσα στο σύννεφο. Οι ιδιότητες της σκόνης δείχνουν όχι μόνο ότι ήταν μια τεράστια σύγκρουση, αλλά ότι πιθανότατα συνέβη πρόσφατα τόσο σε αστρονομικά όσο και σε ανθρώπινα χρονοδιαγράμματα. "
Τα δεδομένα της ομάδας αποκάλυψαν σημαντικά υψηλότερη συγκέντρωση μικρών κόκκων σκόνης σε μια περιοχή του δίσκου συντρίμμια που έδωσε στον Beta Pictoris μια όψη σε μια προηγούμενη παρατήρηση. Σύμφωνα με το μέλος της ομάδας Dr. Scott Fisher του Παρατηρητηρίου Gemini, είναι οι μοναδικές ιδιότητες αυτής της λεπτής σκόνης που επιτρέπει την κερδοσκοπία σχετικά με το χρονοδιάγραμμα αυτής της σύγκρουσης. «Πολλοί από εμάς θυμόμαστε να χτυπάμε τη σκόνη κιμωλίας από γόμες στο σχολείο»; αυτός είπε. Αφού φτερνιστείτε μερικές φορές, ανοίγετε ένα παράθυρο και η λεπτή σκόνη εκρήγνυται. Στο Beta Pictoris, η ακτινοβολία από το αστέρι θα εκτοξεύσει τα λεπτά σωματίδια που δημιουργούνται από τη σύγκρουση αρκετά γρήγορα. Το γεγονός ότι τα βλέπουμε ακόμα στις παρατηρήσεις μας σημαίνει ότι η σύγκρουση πιθανότατα συνέβη τα τελευταία 100 χρόνια περίπου. Σχεδόν σίγουρα οι παππούδες μου ήταν ζωντανοί όταν συνέβη αυτή η σύγκρουση .;
Υπολογιστικά μοντέλα που έγιναν στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα από τα μέλη της ομάδας Dr. Stanley Dermott, Dr. Tom Kehoe και Dr. Mark Wyatt (του Royal Observatory, Εδιμβούργο, Ηνωμένο Βασίλειο) δείχνουν ότι οι χρονικές κλίμακες που απαιτούνται για την απομάκρυνση αυτής της λεπτής σκόνης στο Beta Pictoris είναι η σειρά των δεκαετιών. «Αυτή η διαδικασία μετακινεί τα μικρότερα σωματίδια σκόνης πολύ γρήγορα και αφήνει πίσω τα μεγαλύτερα συντρίμμια», δήλωσε ο Ντέρμοτ. «Τα μεγαλύτερα σωματίδια τελικά θα διασκορπιστούν σε όλο το νέφος καθώς περιστρέφεται γύρω από το κεντρικό αστέρι και η φωτεινή συστάδα που βλέπουμε τώρα θα διαλυθεί ουσιαστικά στο δίσκο.»
Οι δίσκοι υλικού που περιβάλλουν τα αστέρια, όπως το Beta Pictoris, πιστεύεται ότι περιέχουν αντικείμενα όλων των μεγεθών, από μικρούς κόκκους σκόνης παρόμοιοι με τη σκόνη του σπιτιού έως τα μεγάλα πλανητοειδή ή τους πλανήτες που αναπτύσσονται. Καθώς όλα αυτά τα αντικείμενα περιστρέφονται γύρω από το αστέρι, ακριβώς όπως η Γη περιβάλλει τον Ήλιο, περιστασιακά συγκρούονται. Οι μεγαλύτερες από αυτές τις καταστροφικές συναντήσεις αφήνουν πίσω από τα συντρίμμια της τελικής ουράς σύννεφα λεπτής σκόνης που παρατηρούνται σε υπέρυθρα μήκη κύματος. Συλλέγοντας εικόνες υψηλής ανάλυσης από ένα μεγάλο μέρος του θερμικού υπέρυθρου μέρους του φάσματος, η ερευνητική ομάδα από τις ΗΠΑ, το Ηνωμένο Βασίλειο και τη Χιλή κατάφερε να μελετήσει ένα τέτοιο σύννεφο στον μεγαλύτερο δίσκο Beta Pictoris και να αναλύσει τις εικόνες για να προσδιορίσει το χωρική κατανομή και εκτίμηση του μεγέθους των σωματιδίων συντρίμμια μετά την σύγκρουση.
Μια σύγκρουση παρόμοια με αυτή μπορεί να έχει δημιουργήσει τη δική μας Σελήνη πριν από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ένα σώμα μεγέθους Άρη συγκρούστηκε με αυτό που τελικά θα γινόταν η Γη. Ενώ η ίδια η Σελήνη σχηματίστηκε από μεγάλους βράχους και συντρίμμια που δημιουργήθηκαν από τη σύγκρουση, τα μικρά σωματίδια σκόνης εκρήχθηκαν από την πίεση ακτινοβολίας από τον νεαρό Ήλιο. Στο σύστημα Beta Pictoris, η ακτινοβολία από το κεντρικό αστέρι φυσά περίπου 15 φορές την ένταση του Ήλιου, καθαρίζοντας τους μικρούς κόκκους ακόμη πιο γρήγορα.
Επειδή ο δίσκος Beta Pictoris είναι προσανατολισμένος σε εμάς, η παρατηρούμενη ασυμμετρία είναι ορατή ως μια φωτεινή συστάδα; στο σύννεφο υλικού σε πούρο σε τροχιά γύρω από το κεντρικό αστέρι. Οι εικόνες Gemini αποκαλύπτουν επίσης νέες δομές στο δίσκο που μπορεί να δείχνουν πού σχηματίζονται πλανήτες στο σύστημα. Η ομάδα εξακολουθεί να μελετά αυτά τα χαρακτηριστικά και οι επόμενες παρατηρήσεις προγραμματίζονται χρησιμοποιώντας τον πρόσφατα ασημένιο καθρέφτη 8 μέτρων της Gemini South. Αυτή η ασημένια επίστρωση (τώρα και στα δύο τηλεσκόπια Δίδυμοι) κάνει τα δίδυμα τηλεσκόπια τις πιο ισχυρές εγκαταστάσεις στη Γη για αυτόν τον τύπο υπέρυθρης έρευνας.
Το Beta Pictoris ήταν ένας από τους πρώτους δίσκους «περιστασιακών» που ανακαλύφθηκαν από αστρονόμους. Αρχικά εντοπίστηκε στα δεδομένα του IRAS (Infrared Astronomy Satellite) το 1983 από μια ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Fred Gillett (πρώην επικεφαλής επιστήμονας των Gemini) και στη συνέχεια απεικονίστηκε από τους Dr. Bradley Smith και Dr. Richard Terrile. Η μονόπλευρη φύση του ήταν εμφανής ακόμη και τότε, αλλά μέχρι πρόσφατα, οι παρατηρήσεις απέδωσαν ανεπαρκή δεδομένα σε αρκετά υψηλές αναλύσεις για να δείξουν την αδέξια φύση αυτής της ασυμμετρίας και να εκτιμήσουν τη σχετική κατανομή σωματιδίων στο νέφος.
Τα δεδομένα Gemini ελήφθησαν χρησιμοποιώντας τον Φασματογράφο Κάμερας Θερμικής Περιοχής Gemini (T-ReCS) στο Νότιο Τηλεσκόπιο Gemini στο Cerro Pach? N στη Χιλή.
Η διεθνής ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματα και τα συμπεράσματά της στο τεύχος 13 Ιανουαρίου του περιοδικού Nature και στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια κατά τη 205η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Gemini
