Det skarpeste bildet som noen gang er tatt av en støvskive rundt en annen stjerne har avslørt strukturer på disken som er tegn på usett planeter.
Dr. Michael Liu, en astronom ved University of Hawaiis Institute for Astronomy, har skaffet bilder med høy oppløsning av den nærliggende stjernen AU Microscopii (AU Mic) ved hjelp av Keck Telescope, verdens største infrarøde teleskop. På en avstand på bare 33 lysår er AU Mic den nærmeste stjernen som har en synlig støvskive. Slike disker antas å være fødestedene til planeter.
”Vi kan ennå ikke direkte avbilde unge planeter rundt AU Mic, men de kan heller ikke gjemme seg for oss. De avslører seg gjennom sin gravitasjonspåvirkning, og danner mønstre i havet av støvkorn som kretser rundt stjernen, ”sa Dr. Liu.
Resultatene vil bli publisert i 12. august online Science Express og i septemberutgaven av Science.
Vanligvis vil en støvskive virke relativt prestasjonsløs og symmetrisk, fordi eventuelle forstyrrelser vil bli jevnet ut når materialet kretser rundt stjernen. Dette er imidlertid ikke observert i tilfelle av AU Mic. I stedet har Dr. Liu funnet at disken er ujevn og har klumper. Disse strukturene oppstår og opprettholdes på grunn av tyngdepåvirkningen fra usettede planetens følgesvenner.
Klumpene på AU Mic's disk ligger ved separasjoner på 25 til 40 astronomiske enheter vekk fra den sentrale stjernen (hvor en astronomisk enhet er avstanden fra jorden til solen), eller omtrent 2 til 4 milliarder miles. I vårt eget solsystem tilsvarer dette regionene der Neptune og Pluto er bosatt.
AU Mic er en svak rød stjerne, med bare halvparten av massen og en tidel av energiproduksjonen som solen. Tidligere studier har vist at AU Mic er omtrent 12 millioner år gammel, en epoke som antas å være en aktiv fase av planetdannelse. Til sammenligning er solen vår omtrent 4,6 milliarder år gammel, eller omtrent 400 ganger eldre, og planetformasjonen er for lengst avsluttet.
"Ved å studere veldig unge stjerner som AU Mic, får vi innsikt i planleggingsprosessen når den skjer. Som et resultat lærer vi om fødselen av vårt eget solsystem og planetene, ”sa Liu.
Bildene alene kan foreløpig ikke fortelle oss hva slags planeter som er til stede, bare at planetene er massive nok til å gravitasjonsmessig endre fordeling av støvet. Imidlertid observeres mange strukturer på AU Mic-disken å være elliptiske (ikke-sirkulære), noe som indikerer at planetbanene er elliptiske. Dette er annerledes enn i vårt eget solsystem, der de fleste planeter følger sirkulære baner.
Bilder av disker rundt stjerner i nærheten er svært sjeldne. Tidligere i år kunngjorde Dr. Liu og kollegene funnet av den store støvete disken rundt AU Mic. Lyset fra AU Mic's disk kommer fra små støvpartikler som reflekterer lyset fra den sentrale stjernen. De nye bildene er 30 ganger skarpere enn de tidligere, noe som gjør det mulig å oppdage klumpene på den indre disken til AU Mic.
Dr. Liu brukte Keck II-teleskopet som ligger på Mauna Kea, Hawaii for denne forskningen. De to Keck-teleskopene er de største infrarøde teleskopene i verden, hvert med et primært speil på 10 meter (33 fot) i diameter. Teleskopene er utstyrt med adaptiv optikk, en kraftig teknologi som korrigerer astronomiske bilder for uskarpheten forårsaket av jordens turbulente atmosfære.
De resulterende infrarøde bildene er de skarpeste som noen gang er oppnådd av en omkretsstellskive, med en vinkeloppløsning på 1/25 av et buesekund, omtrent fullmånens diameter. Hvis en persons visjon var så skarp som det adaptive optikksystemet Keck, ville han kunne lese et magasin som ligger en kilometer unna. Når det gjelder AU Mic, kan Keck-bildene se funksjoner så små som 0,4 astronomiske enheter, mindre enn halvparten av avstanden fra jorden til solen.
"Det er bemerkelsesverdig hvor raskt Adaptive Optics ved Keck har kommet fra å være en eksotisk demonstrasjonsteknologi til å produsere vitenskapelige resultater av enestående kvalitet," sier Dr. Frederic H. Chaffee, direktør for W. M. Keck-observatoriet. ”Vi går inn i en ny tidsalder med høyoppløselig avbildning innen astronomi. Lius betagende bilder av mulige planeter i formasjonen rundt AU Mic ville ha vært utenkelig fra noe teleskop - rombasert eller på jorden - for noen få år siden. Dette er en spennende tid for oss alle. ”
En forhåndsutskrift av papiret kan finnes på astro-ph-nettstedet
Dette arbeidet ble delvis støttet av National Science Foundation.
Originalkilde: IfA News Release
