Hubble-bilde av ringen rundt Fomalhaut. Bildekreditt: Hubble. Klikk for å forstørre.
NASA Hubble Space Telescope sitt mest detaljerte synlige lysbilde som noen gang er tatt av en smal, støvete ring rundt den nærliggende stjernen Fomalhaut (HD 216956), tilbyr det sterkeste beviset ennå på at en uregjerlig og usett planet kan gravitasjonslystne på ringen.
Hubble viser utvetydig at sentrum av ringen befinner seg hele 15 milliarder kilometer unna stjernen. Dette er en avstand lik nesten halvveis over solsystemet vårt. Den mest sannsynlige forklaringen, sa astronomene, er at en usett planet som beveger seg i en elliptisk bane omformer ringen med gravitasjonstrekket. Den geometrisk slående ringen, vinklet skrått mot Jorden, ville ikke ha så stor forskyvning hvis den bare ble påvirket av Fomalhauts tyngdekraft alene.
Det er utledet en forskyvning av ringsenteret fra stjernen fra tidligere og lengre bølgelengdsobservasjoner ved bruk av submillimeter-teleskoper på Mauna Kea, Hawaii, Spitzer-romteleskopet, Caltechs Submillimeter-observatorium og anvende teoretisk modellering og fysiske forutsetninger. Nå avslører Hubbles skarpe bilder direkte ringets forskyvning fra Fomalhaut.
Disse nye observasjonene gir sterke bevis på at minst en usett planetmasseobjekt kretser rundt stjernen. Hubble ville ha oppdaget en gjenstand som er større enn en planet, for eksempel en brun dverg. "Våre nye Hubble-bilder bekrefter de tidligere hypotesene som foreslo at en planet forstyrret ringen," sa Paul Kalas fra University of California i Berkeley. Ringen ligner på solsystemets Kuiper Belt, et stort reservoar av isete materiale som er igjen fra dannelsen av solsystemets planeter.
Observasjonene gir innsikt i solsystemets formative år, da planetene spilte et spill med rivningsderby med restene som ble til overs fra dannelsen av planetene våre, og gravitasjonsmessig spredte mange gjenstander over verdensrommet. Noe isete materialer kan ha kollidert med planetene i det indre solsystemet og vannet dem med vann dannet i det kaldere ytre solsystemet. Andre rusk kan ha reist utover, og dannet Kuiper Belt og Oort Cloud, en sfærisk sky av materiale som omgir solsystemet.
Bare Hubble har den utsøkte optiske oppløsningen for å løse at ringens indre kant er skarpere enn den ytre kanten, et tegn på at et objekt svever ut gravitasjonsmateriale som en plog som renser bort snø. En annen klassisk signatur av planetens innflytelse er ringens relativt smale bredde, omtrent 2,3 milliarder miles (25 astronomiske enheter). Uten et objekt for å gravitasjonsmessig holde ringmaterialet intakt, sa astronomer, ville partiklene spre seg mye bredere.
”Det vi ser i denne ringen, ligner det vi ser på Cassini-romfartsbildene av Saturns smale ringer. På disse bildene er Saturns måner ‘hyrde’ ringmaterialet og holder ringen i å spre seg, ”sa Kalas.
Den mistenkte planeten kan være i bane langt borte fra Fomalhaut, innenfor støvringens indre kant, mellom 4,7 milliarder og 6,5 milliarder miles (50 til 70 astronomiske enheter) fra stjernen. Ringen er 12 milliarder miles (133 astronomiske enheter) fra Fomalhaut, som er mye lenger unna enn vår ytterste planet Pluto er fra solen. Disse Hubble-observasjonene oppdager ikke den antatte planeten direkte, så astronomene kan ikke måle massen. De vil i stedet gjennomføre datasimuleringer av ringens dynamikk for å estimere planetens masse.
Kalas og samarbeidspartnere James R. Graham fra University of California i Berkeley og Mark Clampin fra NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Vil offentliggjøre funnene sine i 23. juni 2005-utgaven av tidsskriftet Nature.
Fomalhaut, en 200 millioner år gammel stjerne, er et lite spedbarn sammenlignet med vår egen 4,5 milliarder år gamle sol. Den ligger 25 lysår unna solen. Ligger i stjernebildet Piscis Austrinus (sørfisken), er Fomalhaut-ringen ti ganger så gammel som avfallsskiver som man tidligere har sett rundt stjernene AU Microscopii og Beta Pictoris, der planeter fremdeles kan dannes. Hvis vårt solsystem er noe eksempel, burde planeter ha dannet seg rundt Fomalhaut i løpet av titalls millioner år etter stjernens fødsel.
Hubble-bildene gir også et glimt av den ytre planetariske regionen som omgir en annen stjerne enn vår sol. Mange av de mer enn 100 planetene som er oppdaget utenfor solsystemet vårt, går i bane rundt stjernene sine. De fleste av de nåværende planetdetekteringsteknikkene favoriserer å finne planeter som ligger i nærheten av stjernene deres.
“Størrelsen på Fomalhauts støvring antyder at ikke alle planetsystemer dannes og utvikler seg på samme måte? planetariske arkitekturer kan være ganske forskjellige fra stjerne til stjerne, ”forklarte Kalas. "Mens Fomalhauts ring er analog med Kuiper Belt, er dens diameter fire ganger større enn Kuiper Belt."
Astronomene brukte avanserte kameraet for avanserte kameraer (ACS) ombord Hubble for å sperre lyset fra den lyse stjernen slik at de kunne se detaljer i den svake ringen.
"ACSs avsnitt gir høy kontrast, slik at vi kan se ringens struktur mot den ekstremt lyse gjenskinn fra Fomalhaut," sa Clampin. - Denne observasjonen er foreløpig umulig å gjøre med synlige bølgelengder uten Hubble-romteleskopet. At vi klarte å oppdage det med Hubble var uventet, men imponerende. ”
Kalas og hans samarbeidspartnere brukte Hubble over en fem måneders periode i 2004? 17. mai 2. august og 27. oktober? for å kartlegge ringens struktur. Den ene siden av ringen har ennå ikke blitt avbildet fordi den strekker seg utover ACS-kameraets synsfelt. Astronomene vil bruke Hubble igjen i sommer for å kartlegge hele ringen. De forventer at de ekstra Hubble-dataene vil avdekke om ringen har noen hull eller ikke, noe som kunne blitt skåret ut av gravitasjonspåvirkningen fra en usett kropp. De lengre, dypere eksponeringene kan også vise om ringen har en enda større diameter enn for øyeblikket sett. I tillegg vil astronomene måle ringens farger for å bestemme dens fysiske egenskaper, inkludert sammensetningen.
Tidligere termiske utslippskart over Fomalhaut viste at den ene siden av ringen er varmere enn den andre siden, noe som antyder at ringen er utenfor sentrum omtrent halvparten av avstanden målt ved Hubble. Denne forskjellen kan forklares med det faktum at Hubbles ACS-bilder av ringens struktur er 100 ganger skarpere enn de lengre bølgelengdsobservasjonene, og dermed gir et mye mer nøyaktig resultat. Eller avviket kan innebære at ringens størrelse ser annerledes ut på andre bølgelengder.
Fomalhauts støvring ble oppdaget i 1983 i observasjoner gjort av NASAs infrarøde astronomiske satellitt (IRAS). Systemet er et overbevisende mål for fremtidige teleskoper som James Webb romteleskop og Terrestrial Planet Finder, sa Kalas.
Originalkilde: Hubble News Release
