Зображення Хаббла з кільця навколо Фомалхаута. Кредит зображення: Хаббл. Натисніть, щоб збільшити
Найбільш детальне зображення видимого світла космічного телескопа НАСА Хаббл, зроблене колись із вузького, запиленого кільця навколо сусідньої зірки Фомалхаут (HD 216956), надає найсильніші докази того, що непомітна і небачена планета може гравітаційно тягнути на кільце.
Хаббл однозначно показує, що центр кільця - це колосальні 1,4 мільярда миль (15 астрономічних одиниць) від зірки. Це відстань, рівна майже на півдорозі нашої Сонячної системи. Найбільш правдоподібне пояснення, зазначають астрономи, полягає в тому, що невидима планета, що рухається по еліптичній орбіті, перетворює кільце своїм гравітаційним потягом. Геометрично вражаюче кільце, косо нахилене до Землі, не було б такого великого зміщення, якби на нього просто впливало само тяжіння Фомалхаута.
Зсув кільцевого центру від зірки було виведено з попередніх та довгих спостережень за довжиною хвилі за допомогою субміліметрових телескопів на Мауна-Кеа, Гаваї, космічний телескоп Шпіцера, підміліметрової обсерваторії Калтеху, застосовуючи теоретичне моделювання та фізичні припущення. Тепер гострі зображення Хаббла безпосередньо виявляють зміщення кільця від Fomalhaut.
Ці нові спостереження дають вагомі докази того, що принаймні один невидимий планетарний масовий об’єкт обертається навколо зірки. Хаббл виявив би об’єкт, більший за планету, наприклад, коричневий карлик. "Наші нові зображення Хаббла підтверджують ті більш ранні гіпотези, згідно з якими планета збурювала кільце", - сказав Пол Калас з Каліфорнійського університету в Берклі. Кільце подібне до поясу Койпера нашої Сонячної системи, величезного резервуару крижаного матеріалу, що залишився від утворення планет нашої Сонячної системи.
Спостереження пропонують уявлення про роки формування нашої Сонячної системи, коли планети грали в гру дербі з руйнуванням сміття, що залишився від утворення нашої планети, гравітаційно розкидаючи безліч предметів по простору. Деякий крижаний матеріал, можливо, зіткнувся з планетами внутрішньої сонячної системи, зрошуючи їх водою, що утворюється в більш холодній зовнішній сонячній системі. Інші уламки, можливо, подорожували назовні, утворюючи пояс Койпера та Хмару Оорта, сферичну хмару матеріалу, що оточує Сонячну систему.
Тільки Хаббл має вишукану оптичну роздільну здатність, щоб вирішити, що внутрішній край кільця гостріший за його зовнішній край, показовий знак того, що предмет гравітаційно підмітає матеріал, як плуг, очищаючи сніг. Ще одна класична ознака впливу планети - відносно вузька ширина кільця, приблизно 2,3 мільярда миль (25 астрономічних одиниць). Без предмета, який би гравітаційно зберігав кільцевий матеріал недоторканим, за словами астрономів, частинки поширюватимуться набагато ширше.
«Те, що ми бачимо на цьому кільці, схоже на те, що видно на знімках космічних кораблів Кассіні вузьких кілець Сатурна. На цих зображеннях супутники Сатурна «пасти» кільце і захищають його від розповсюдження », - сказав Калас.
Планета, яка підозрюється, може обертатися далеко від Фомалхаута, всередині внутрішнього краю пилового кільця, від 4,7 мільярда до 6,5 мільярдів миль (від 50 до 70 астрономічних одиниць) від зірки. Кільце знаходиться в 12 мільярдах миль (133 астрономічні одиниці) від Фомалхаута, що набагато далі, ніж наша найвіддаленіша планета Плутон від Сонця. Ці спостереження Хаббла не виявляють передбачувану планету безпосередньо, тому астрономи не можуть виміряти її масу. Натомість вони проведуть комп’ютерне моделювання динаміки кільця, щоб оцінити масу планети.
Калас та його співробітники Джеймс Р. Грехем з Каліфорнійського університету в Берклі та Марк Клепмін з Центру космічних польотів NASA Годдарда в Ґрінбелті, штат Міссурі, опублікують свої висновки у випуску журналу Nature за 23 червня 2005 року.
Фомалхаут, 200-мільйонна зірка, є просто немовлям порівняно з нашим 4,5-мільярдовим сонцем. Він знаходиться на відстані 25 світлових років від Сонця. Розташоване в сузір’ї Піссіс Австрінус (Південна Риба), кільце Фомальхаута в десять разів старше дисків сміття, що спостерігалися раніше навколо зірок AU Microscopii та Beta Pictoris, де планети все ще можуть утворюватися. Якщо наша Сонячна система є будь-яким прикладом, планети повинні були сформуватися навколо Фомальгаута протягом десятків мільйонів років після народження зірки.
Зображення Хаббла також дають огляд зовнішньої планетарної області, яка оточує зірку, відмінну від нашого Сонця. Багато з понад 100 планет, виявлених поза нашою Сонячною системою, орбітують близько до зірок. Більшість сучасних методів виявлення планет сприяють пошуку планет, близьких до зірок.
«Розмір пилового кільця Фомалхаута говорить про те, що не всі планетарні системи формуються і розвиваються однаково? планетарні архітектури можуть сильно відрізнятися від зірки до зірки », - пояснив Калас. "Хоча кільце Фомалхаута аналогічне поясу Койпера, його діаметр в чотири рази більший, ніж у пояса Койпера."
Астрономи використовували розширену камеру для коронаграму обстежень (ACS) на борту Хаббла, щоб заблокувати світло від яскравої зірки, щоб вони могли бачити деталі на слабкому кільці.
"Коронаграф ACS пропонує високий контраст, що дозволяє нам бачити структуру кільця проти надзвичайно яскравих відблисків Фомалхаута", - сказав Клампін. "Наразі це спостереження неможливо зробити при видимих довжинах хвиль без космічного телескопа Хаббла. Те, що нам вдалося виявити це за допомогою Хаббла, було несподівано, але вражаюче ».
Калас та його співробітники використовували Хаббла протягом п'яти місяців у 2004 році? 17 травня, 2 серпня та 27 жовтня? для відображення структури кільця Одну сторону кільця ще не зображено, оскільки вона вийшла за поле зору камери ACS. Цього літа астрономи знову використовуватимуть Хаббла, щоб скласти карту всього кільця. Вони очікують, що додаткові дані Хаббла виявлять, чи має кільце прогалини, які могли бути вирізані гравітаційним впливом небаченого тіла. Більш довгі експозиції також можуть показувати, чи має кільце ще ширший діаметр, ніж зараз. Крім того, астрономи вимірюють кольори кільця, щоб визначити його фізичні властивості, включаючи його склад.
Попередні карти термічних викидів Фомальгаута показали, що одна сторона кільця тепліша за іншу сторону, що означає, що кільце від центру, приблизно на половину відстані, виміряну Хабблом. Ця різниця може бути пояснена тим фактом, що зображення ACS Хаббла структури кільця в 100 разів чіткіше, ніж спостереження довшої хвилі, а отже, дає набагато більш точний результат. Або невідповідність може означати, що розмір кільця виглядає по-різному на інших довжинах хвиль.
Пилове кільце Фомалхаута було виявлено в 1983 році в спостереженнях, зроблених інфрачервоним астрономічним супутником NASA (IRAS). Система є переконливою ціллю для майбутніх телескопів, таких як космічний телескоп Джеймса Вебба та Земний пошук планети, сказав Калас.
Оригінальне джерело: Новини Хаббла
