Det skarpeste billede, der nogensinde er taget af en støvskive omkring en anden stjerne, har afsløret strukturer på disken, som er tegn på usete planeter.
Dr. Michael Liu, en astronom ved University of Hawaiis Institute for Astronomy, har erhvervet billeder i høj opløsning af den nærliggende stjerne AU Microscopii (AU Mic) ved hjælp af Keck Telescope, verdens største infrarøde teleskop. På en afstand af kun 33 lysår er AU Mic den nærmeste stjerne med en synlig støvskive. Sådanne diske menes at være fødesteder for planeter.
”Vi kan endnu ikke direkte forestille unge planeter omkring AU Mic, men de kan heller ikke skjule sig helt for os. De afslører sig gennem deres gravitationspåvirkning og danner mønstre i havet af støvkorn, der kredser om stjernen, ”sagde Dr. Liu.
Resultaterne offentliggøres i 12. august online Science Express og i september-udgaven af Science.
En støvskive vil normalt se relativt unødvendig og symmetrisk ud, fordi eventuelle forstyrrelser udjævnes, når materialet kredser om stjernen. Dette observeres dog ikke i tilfælde af AU Mic. I stedet har Dr. Liu fundet, at disken er ujævn og besidder klumper. Disse strukturer opstår og opretholdes på grund af tyngdeindflydelse fra usete planetariske ledsagere.
Klyngerne på AU Mic's disk ligger ved adskillelser fra 25 til 40 astronomiske enheder væk fra den centrale stjerne (hvor en astronomisk enhed er afstanden fra Jorden til Solen) eller ca. 2 til 4 milliarder miles. I vores eget solsystem svarer dette til de regioner, hvor Neptune og Pluto bor.
AU Mic er en svag rød stjerne med kun halvdelen af massen og en tiendedel af energiproduktionen som solen. Tidligere undersøgelser har vist, at AU Mic er omkring 12 millioner år gammel, en epoke, der antages at være en aktiv fase af planetdannelse. Til sammenligning er vores sol ca. 4,6 milliarder år gammel, eller ca. 400 gange ældre, og planetdannelsen er længe afsluttet.
”Ved at studere meget unge stjerner som AU Mic får vi indsigt i plandannelsesprocessen, når den forekommer. Som et resultat lærer vi om fødslen af vores eget solsystem og dets planeter, ”sagde Liu.
Billederne alene kan endnu ikke fortælle os, hvilke slags planeter der er til stede, kun at planeterne er massive nok til at tyngdekraften ændrer fordelingen af støvet. Imidlertid observeres mange strukturer i AU Mic-disken at være elliptiske (ikke-cirkulære), hvilket indikerer, at de planetariske kredsløb er elliptiske. Dette er anderledes end i vores eget solsystem, hvor de fleste planeter følger cirkulære kredsløb.
Billeder af diske omkring stjerner i nærheden er meget sjældne. Tidligere i år annoncerede Dr. Liu og hans kolleger opdagelsen af den store støvede disk omkring AU Mic. Lyset fra AU Mic's disk stammer fra små støvpartikler, der reflekterer lyset fra den centrale stjerne. De nye billeder er 30 gange skarpere end de tidligere, hvilket muliggør opdagelse af klumperne på den indre disk på AU Mic.
Dr. Liu brugte Keck II-teleskopet placeret på Mauna Kea, Hawaii til denne forskning. De to Keck-teleskoper er de største infrarøde teleskoper i verden, hver med et primært spejl på 10 meter (33 fod) i diameter. Teleskoperne er udstyret med adaptiv optik, en kraftfuld teknologi, der korrigerer astronomiske billeder for slør, der er forårsaget af Jordens turbulente atmosfære.
De resulterende infrarøde billeder er de skarpeste nogensinde opnået af en circumstellar-disk med en vinkelopløsning på 1/25 af et bånd, ca. 1 / 500.000 i fuldmånens diameter. Hvis en persons vision var så skarp som det Keck adaptive optiksystem, ville han være i stand til at læse et magasin, der var en kilometer væk. I tilfælde af AU Mic kan Keck-billederne se funktioner så små som 0,4 astronomiske enheder, mindre end halvdelen af afstanden fra Jorden til Solen.
”Det er bemærkelsesværdigt, hvor hurtigt Adaptive Optics i Keck er kommet fra at være en eksotisk demonstrationsteknologi til at producere videnskabelige resultater af enestående kvalitet,” sagde Dr. Frederic H. Chaffee, direktøren for W. M. Keck Observatorium. ”Vi går ind i en ny tidsalder med høj opløsning billedbehandling i astronomi. Lius betagende billeder af mulige planeter i dannelse omkring AU Mic ville have været ufattelig fra ethvert teleskop - rumbaseret eller på Jorden - for et par korte år siden. Dette er en spændende tid for os alle. ”
En fortryk af papiret kan findes på astro-ph-webstedet
Dette arbejde blev delvist støttet af National Science Foundation.
Original kilde: IfA News Release
