Det kan være en viss hektisk aktivitet på den smale, støvete disken som omgir en nærliggende stjerne som heter Fomalhaut. Men for å skape mengden støv og rusk sett rundt Fomalhaut, måtte det være kollisjoner som ødelegger tusenvis av isete kometer hver dag.
"Jeg ble virkelig overrasket," sa Bram Acke, som ledet et team på Herschel-observasjonene. "For meg var dette et ekstremt stort antall."
Fomalhaut er en ung stjerne, bare noen hundre millioner år gammel, omtrent 25,1 lysår unna og dobbelt så massiv som Solen. Det er den lyseste stjernen i stjernebildet Piscis Austrinus og en av de lyseste stjernene på himmelen vår, synlig på den sørlige himmelen på den nordlige halvkule om høsten og tidlig vinterkvelder.
Fomalhauts toroidale støvbelte ble oppdaget på 1980-tallet av IRAS-satellitten. Det er blitt sett flere ganger av Hubble-romteleskopet, men Herschels nye bilder av beltet viser det mer detaljert med langt infrarøde bølgelengder enn noen gang før.
De trange og asymmetriske egenskapene til disken antas å skyldes tyngdekraften til en mulig planet i bane rundt stjernen, men planetenes eksistens er fortsatt under utredning.
Acke, fra University of Leuven i Belgia, og teamkollegene hans analyserte Herschel-observasjonene og fant at støvtemperaturene i beltet var mellom –230 og –170 grader C, og fordi Fomalhaut er litt utenfor sentrum og nærmere den sørlige siden av beltet er sørsiden varmere og lysere enn nordsiden.
Disse observasjonene samlet stjernelys som spredte kornene i beltet og viste at det var veldig svakt ved Hubbles synlige bølgelengder, noe som tyder på at støvpartiklene er relativt store. Men det ser ut til å være uforenlig med temperaturen på beltet som målt av Herschel i det langt infrarøde.
Mens observasjoner med Hubble antydet at kornene i støvskiven ville være relativt store, viser Herschel-dataene at støvet i beltet har de termiske egenskapene til små faste partikler, med størrelser på bare noen få milliondeler av en meter over. HST-observasjoner antydet faste korn som var mer enn ti ganger større.
For å løse paradokset antyder Acke og kollegene at støvkornene må være store fluffige aggregater, likt støvpartikler som frigjøres fra kometer i vårt eget solsystem. Disse vil ha både de riktige termiske og spredningsegenskapene.
Dette fører imidlertid til et annet problem.
Det sterke stjernelyset fra Fomalhaut skulle blåse små støvpartikler ut av beltet veldig raskt, men det ser ut til at slike korn forblir rikelig der.
Så, den eneste måten å forklare motsetningen på er å levere beltet på nytt gjennom kontinuerlige kollisjoner mellom større gjenstander i bane rundt Fomalhaut, og skape nytt støv.
Dette er ikke første gang det er blitt sett bevis for økonomiske kollisjoner rundt en annen stjerne. I fjor oppdaget astronomer som brukte Spitzer-romteleskopet aktivitet som lignet på en ‘tung bombardement’ type hendelser der iskalde kropper fra det ytre solsystemet muligens pummler steinete verdener nærmere stjernen.
For å opprettholde beltet på Fomalhaut, må imidlertid kollisjonshastigheten være bemerkelsesverdig: hver dag må ekvivalentet til enten to kometer i størrelse på 10 km eller 2 000 1 km store kometer bli fullstendig knust til små, myke støvpartikler.
For å holde kollisjonsraten så høy, sier forskere at det må være mellom 260 milliarder og 83 billioner kometer i beltet, avhengig av størrelsen. Dette er ikke utenkelig, sier teamet, ettersom vårt eget solsystem har et lignende antall kometer i Oort Cloud, som dannet seg fra gjenstander spredt fra en plate som omkranser solen da den var så ung som Fomalhaut.
"Disse vakre Herschel-bildene har gitt den avgjørende informasjonen som trengs for å modellere støvbeltet rundt Fomalhaut," sa Göran Pilbratt, ESA Herschel-prosjektforsker.
Kilde: ESA
