Pas komet krążący wokół odległego układu planetarnego

Zdjęcie gwiazdy HR 8799 i jej otoczenia wykonane za pomocą obserwatorum ALMA. Nałożona na zdjęcie grafika przedstawia gwiazdę i cztery bezpośrednio zaobserwowane egzoplanety. Na niebiesko przedstawiono dysk, w którym dotychczas nie widziano żadnych nieregularności. Przerywaną linią oznaczono boki trójkąta o długości 100 jednostek astronomicznych. Źródło: Booth et al. ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)
Zdjęcie gwiazdy HR 8799 i jej otoczenia wykonane za pomocą obserwatorum ALMA. Nałożona na zdjęcie grafika przedstawia gwiazdę i cztery bezpośrednio zaobserwowane egzoplanety. Na niebiesko przedstawiono dysk, w którym dotychczas nie widziano żadnych nieregularności. Źródło: Booth et al. ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)

Astronomowie prowadzący obserwację za pomocą radioobserwatorium ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) w Chile wykonali pierwsze wysokiej rozdzielczości zdjęcie pasa komet (obszary podobnego do Pasa Kuipera w Układzie Słonecznym) wokół gwiazdy HR 8799, jedynej gwiazdy wokół której bezpośrednio udało się zaobserwować więcej niż jedną planetę. Kształt tego dysku pyłowego, a szczególnie jego wewnętrznej krawędzi, zupełnie nie zgadza się z orbitami planet – co wskazuje, że albo z czasem zmieniały się orbity planet, albo wciąż nie udało nam się zaobserwować co najmniej jeszcze jednej planety w tym układzie planetarnym. Astronomowie ogłosili wyniki swoich obserwacji w artykule opublikowanym w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Te dane naprawdę pozwalają nam obserwować wewnętrzną krawędź tego dysku,” tłumaczy Mark Booth z Pontifica Universidad Catolica de Chile oraz główny autor artykułu. „Badając interakcje między planetami a dyskiem, możemy powiedzieć, że albo planety, które widzimy charakteryzowały się innymi orbitami w przeszłości, albo w tym układzie planetarnym istnieje jeszcze co najmniej jedna planeta, której nie dostrzegliśmy.”

Dysk, który wypełnia region o średnicy od 150 do 420 jednostek astronomicznych powstaje w skutek ciągłych kolizji między jądrami komet w zewnętrznych obszarach tego układu planetarnego. ALMA była w stanie zaobserwować emisję pochodzącej od pyłu o rozmiarach ziaren rzędu kilku milimetrów, który wypełnia obszar tego dysku. Według naukowców, niewielki rozmiar ziaren pyłu wskazuje na to, że planety w tym ukłądzie są większe od Jowisza. Wcześniejsze obserwacje za pomocą innych teleskopów nie pozwoliły odkryć tych nieregularności struktury dysku.

Nie wiadomo na razie, czy różnice między dawnymi a aktualnymi obserwacjami spowodowane są niską rozdzielczością wcześniejszych obserwacji czy też dlatego, że różne długości fali rejestrują promieniowanie pochodzące od ziaren różnych rozmiarów, które mogą zupełnie inaczej rozkładać się w dysku. HR 8799 to młoda gwiazda o masie ok. 1.5 masy Słońca, znajdująca się 129 lat świetlnych od Ziemi w kierunku Gwiazdozbioru Pegaza.

„To pierwszy raz kiedy udało nam się zaobserwować układ wielu planet i dysk pyłowy wokół odległej gwiazdy. Nasze obserwacje pozwalają na bezpośrednie porównanie z formowaniem i dynamiką naszego własnego Układu Słonecznego,” mówi Antonio Hales, współautor opracowania z National Radio Astronomy Observatory w Charlottesville w Wirginii.

Źródło: NRAO