Fomalhauti ümbruses oleva rõnga kujutis. Pildikrediit: Hubble. Pilt suuremalt.
NASA Hubble'i kosmoseteleskoobi kõige detailsem nähtava valguse pilt, mis on kunagi tehtud lähedalasuva tähe Fomalhaut (HD 216956) ümber olevast kitsast tolmust rõngast, pakub kõige tugevamat tõendit selle kohta, et mittemõistlik ja nägematu planeet võib rõngalt gravitatsiooni tõmmata.
Hubble näitab ühemõtteliselt, et rõnga kese asub tähest kauge, 1,4 miljardi miili (15 astronoomilist ühikut) kaugusel. See on meie päikesesüsteemi vahemaa peaaegu poolel teel. Kõige usutavam seletus, mida astronoomid ütlesid, on see, et elliptilisel orbiidil liikuv nähtamatu planeet kujundab ringi ümber oma gravitatsioonilise tõmbega. Maa poole kaldu kalduval geomeetriliselt silmatorkaval rõngal poleks nii suurt nihet, kui seda mõjutaks ainult Fomalhauti gravitatsioon.
Rõnga keskpunkti nihkumist tähelt on järeldatud varasematest ja pikematest lainepikkuse vaatlustest, kasutades submillimeetri teleskoope Hawaiil Mauna Keas, Spitzeri kosmoseteleskoobis, Caltechi submillimeetri vaatluskeskuses ning kasutades teoreetilist modelleerimist ja füüsilisi eeldusi. Nüüd näitavad Hubble'i teravad kujutised otse rõnga nihkumist Fomalhautist.
Need uued tähelepanekud annavad kindlaid tõendeid selle kohta, et tähe ümber tiirleb vähemalt üks planeedita massiobjekt. Hubble oleks tuvastanud planeedist suurema objekti, näiteks pruun kääbus. "Meie uued Hubble'i pildid kinnitavad neid varasemaid hüpoteese, mis pakkusid välja, et planeet häiris ringi," ütles Paul Kalas Berkeley California ülikoolist. Rõngas sarnaneb meie päikesesüsteemi Kuiperi vööga - tohutu jäise materjali reservuaariga, mis on jäänud meie päikesesüsteemi planeetide moodustamisest.
Vaatlused pakuvad teavet meie päikesesüsteemi kujunemisaastate kohta, kui planeedid mängisid lammutamise derbi mängu meie planeetide moodustamisest järelejäänud prahiga, hajutades gravitatsiooniliselt paljusid objekte kogu kosmosesse. Mõni jäine materjal võib olla kokku puutunud Päikesesüsteemi sisemiste planeetidega, niisutades neid veega, mis on moodustunud külmemast päikesesüsteemist. Muud prahid võisid liikuda väljapoole, moodustades Kuiperi vöö ja Oorti pilve, mis on Päikesesüsteemi ümbritsev sfääriline materjalipilv.
Ainult Hubble'il on peen optiline eraldusvõime, mis võimaldab tuvastada, et rõnga siseserv on teravam kui selle välimine serv - märgulamp, mis näitab, et objekt pühib gravitatsiooniliselt materjali välja nagu lund puhastav sahk. Teine klassikaline planeedi mõju allkiri on rõnga suhteliselt kitsas laius, umbes 2,3 miljardit miili (25 astronoomilist ühikut). Ilma astronoomide sõnul leviksid osakesed laiali ilma objektita, mis hoiaks rõnga materjali gravitatsiooniliselt puutumatuna.
„See, mida me selles rõngas näeme, sarnaneb Saturni kitsaste rõngaste Cassini kosmoselaevade piltidelt nähtavaga. Nendes piltides Saturni kuud „karjatavad” rõnga materjali ja hoiavad rõnga laiali levimast, ”rääkis Kalas.
Kahtlustatav planeet tiirleb Fomalhautist kaugel tolmurõnga siseservas, 4,7–6,5 miljardi miili (50–70 astronoomilist ühikut) kaugusel tähest. Ring on Fomalhautist 12 miljardi miili (133 astronoomilist ühikut) kaugusel, mis on palju kaugemal kui meie äärepoolseim planeet Pluuto asub Päikesest. Need Hubble'i tähelepanekud ei tuvasta oletatavat planeeti otseselt, seega ei saa astronoomid selle massi mõõta. Selle asemel viivad nad planeedi massi hindamiseks ringi simulatsioone rõnga dünaamikale.
Kalas ja kaastöötajad James R. Graham Berkeley California ülikoolist ja Mark Clampin NASA Goddardi kosmoselennukeskusest Greenbeltis, Md., Avaldavad oma avastused ajakirja Nature 23. juuni 2005. aasta numbris.
Fomalhaut, 200 miljoni aastane täht, on meie enda 4,5 miljardi aastase Päikesega võrreldes vaid imik. See asub Päikesest 25 valgusaasta kaugusel. Piscis Austrinuse (lõunapoolsed kalad) tähtkujus asuv Fomalhauti ring on kümme korda vanem kui varem tähtede AU Microscopii ja Beta Pictoris ümbruses nähtud prahtkettad, kus planeedid võivad veel moodustuda. Kui meie päikesesüsteem on mõni näide, siis oleks planeedid pidanud Fomalhauti ümber tekkima kümnete miljonite aastate jooksul pärast tähe sündi.
Hubble'i pildid pakuvad ka pilgu välisele planeedipiirkonnale, mis ümbritseb muud tähte kui meie Päike. Paljud enam kui 100 meie päikesesüsteemist kaugemal avastatud planeedist tiirlevad tähe lähedal. Enamik praeguseid planeetide tuvastamise tehnikaid soosib nende tähtedele lähedaste planeetide leidmist.
„Fomalhauti tolmurõnga suurus näitab, et mitte kõik planeedisüsteemid ei moodustu ega arene ühtemoodi? planeediarhitektuurid võivad olla tähelt üsna erinevad, ”selgitas Kalas. "Kuigi Fomalhauti rõngas on analoogne Kuiperi vööga, on selle läbimõõt neli korda suurem kui Kuiperi vööl."
Astronoomid kasutasid Hubble'i pardal oleva Advanced Camera for Surveys (ACS) koronograafi, et blokeerida ereda tähe valgus, et nad näeksid nõrga rõnga detaile.
"ACS-i koroonograaf pakub suurt kontrasti, mis võimaldab meil näha rõnga struktuuri Fomalhauti äärmiselt ereda pimestamise taustal," ütles Clampin. „Seda vaatlust on praegu Habli kosmoseteleskoobiga nähtavate lainepikkuste korral võimatu teha. See, et suutsime selle Hubble'i abil tuvastada, oli ootamatu, kuid muljetavaldav. ”
Kalas ja tema kaastöötajad kasutasid Hubble 2004. aastal viie kuu jooksul? 17. mai, 2. august ja 27. oktoober? rõnga struktuuri kaardistamiseks. Rõnga üks külg on veel pildita, kuna see ulatus kaugemale ACS-kaamera vaateväljast. Astronoomid kasutavad sel suvel kogu rõnga kaardistamiseks uuesti Hubble'i. Nad loodavad, et täiendavad Hubble'i andmed näitavad, kas rõngal on lünki või mida oleks võinud teha nähtamatu keha gravitatsiooniline mõju. Pikemad, sügavamad säritused võivad näidata ka seda, kas rõnga läbimõõt on veelgi laiem kui praegu näha. Lisaks mõõdavad astronoomid rõnga värve, et määrata selle füüsikalised omadused, sealhulgas selle koostis.
Varasemad Fomalhauti soojusemissiooni kaardid näitasid, et rõnga üks külg on soojem kui teine pool, mis tähendab, et rõngas asub Hubble'i abil mõõdetud vahemaast umbes poole kaugusel. Seda erinevust võib seletada asjaoluga, et Hubble'i rõnga struktuuri ACS-kujutised on 100 korda teravamad kui pikema lainepikkuse vaatlused ja annavad seega palju täpsema tulemuse. Või võib erinevus tähendada, et rõnga suurus erineb teiste lainepikkuste korral erinevalt.
Fomalhauti tolmurõngas avastati 1983. aastal NASA infrapunaastronoomilise satelliidi (IRAS) tehtud vaatlustes. Süsteem on tulevaste teleskoopide, näiteks James Webbi kosmoseteleskoobi ja Maapealse planeedi otsingu jaoks, sundimatu sihtmärk, ütles Kalas.
Algne allikas: Hubble'i pressiteade
