Trzy egzokomety krążące wokół Beta Pictoris

Wizja artystyczna przedstawiająca egzokomety w układzie planetarnym wokół Beta Pictoris. Źródło: Michaela Pink

W zaledwie rok po wyniesieniu w przestrzeń satelity TESS, dane z teleskopu pozwoliły na odkrycie trzech pierwszych komet krążących wokół pobliskiej gwiazdy Beta Pictoris. Głównym zadaniem TESS jest poszukiwanie egzoplanet – planet krążących wokół innych gwiazd. Rozpoznanie sygnału pochodzącego od dużo mniejszych egzokomet w porównaniu do planet wymaga analizy precyzyjnych krzywych zmian blasku, które możemy teraz uzyskiwać korzystając z wyjątkowych zdolności nowego teleskopu kosmicznego.

Sebastian Zieba, student należący do zespołu Konstanze Zwiztza na Uniwersytecie w Innsbrucku odkrył sygnał egzokomet badając uzyskane za pomocą TESS w marcu tego roku krzywe blasku gwiazdy Beta Pictoris. “Dane wskazują znaczący spadek intensywności światła obserwowanej gwiazdy. Takie zmiany, dzięki pociemnieniu obiektu na orbicie gwiazdy, można przypisać komecie” mówi Zieba.

We współpracy z Matthew Kenworthy z Uniwersytetu w Lejdzie oraz z Grantem Kennedym z Uniwersytetu w Warwick, badacze przeanalizowali i zinterpretowali sygnały pochodzące od egzokomet. Wyniki będą teraz opublikowane w periodyku Astronomy and Astrophysics. Trzy podobne układy egzokomet odkryto niedawno wokół innych gwiazd w danych z kosmicznego teleskopu Kepler. Badacze wskazują, że egzokomety częściej występują wokół młodych gwiazd. “Kosmiczny Teleskop Kepler skupiał się na starszych gwiazdach podobnych do Słońca, na stosunkowo niewielkim wycinku nieba. TESS natomiast obserwuje gwiazdy na całym niebie, wraz z młodymi gwiazdami. Dlatego też spodziewamy się kolejnych odkryć tego typu” mówi Konstanze Zwintz. W swojej pracy naukowej Zwintz skupia się na młodych gwiazdach i postrzegana jest za międzynarodowego eksperta w dziedzinie astrosejsmologii.

Dr Grant Kennedy z Wydziału Fizyki na Uniwersytecie w Warwick pomagał w pracach nad modelowaniem i interpretacją danych: “To odkrycie jest naprawdę ważne dla nauki o kometach spoza Układu Słonecznego. Beta Pictoris uważana była za gwiazdę, która może posiadać komety, już od ponad trzech dekad w oparciu o badania przeprowadzone inną metodą. Dane z TESS dostarczyły niezależnych dowodów na ich istnienie. Naszym celem jest szukanie podobnych sygnatur w otoczeniach innych gwiazd, a to odkrycie potwierdza, że TESS doskonale sobie z tym radzi”.

Fragmenty krzywej blasku Beta Pictoris przedstawiające trzy pociemnienia spowodowane przez egzokomety.

Młoda i bardzo jasna gwiazda Beta Pictoris jest “celebrytką” wśród astronomów ze względu na wiele różnych powodów: “Już w latach osiemdziesiątych XX wieku badania Beta Pictoris dostarczały przekonujących dowodów na istnienie wokół niej układu planetarnego – już na dekadę przed odkryciem pierwszej egzoplanety w historii. Co więcej, istniały już pośrednie dowody na istnienie komet, bazujące na charakterystycznych sygnaturach odparowywanego gazu kometarnego” dodaje Konstanze Zwintz. Beta Pictoris, której wiek szacuje się na około 23 miliony lat, to stosunkowo młoda gwiazda, taki gwiezdny “nastolatek”.

Odkrycie egzokomet wokół Beta Pictoris już w 1999 roku przewidziało trzech astrofizyków: Alain Lecavelier des Etangs, Alfred Vidal-Madjar oraz Roger Ferlet. “Wraz z kolegami z Lejdy i Warwick, możemy teraz oficjalnie potwierdzić ich teorię” mówią Zieba i Zwintz. Naukowcy spodziewają się odkrycia wielu innych komet i planetoid w tym rejonie. “W przyszłości chcielibyśmy dowiedzieć się jak często występują komety i jak ich liczba maleje wraz z wiekiem gwiazdy. Informacje tego typu są ważne, bowiem analizując komety krążące wokół młodej gwiazdy, możemy dowiedzieć się wiele o historii naszego własnego układu planetarnego”.

W przyszłości badacze chcą zająć się badaniem składu chemicznego egzokomet, na przykład pod kątem zawartości w nich wody. Same komety są dużo mniejsze od egzoplanet, ale pozostawiają za sobą bardzo długie ogony, które mogą rozciągać się na wiele milionów kilometrów. To co my widzimy to nie jest samo jądro komety, ale materia wywiana z jego powierzchni i przemieszczająca się za nim. Dlatego też dane z TESS nie mówią nam nic o rozmiarach komet, ponieważ ogon pyłowy może być bardzo rozległy i rzadki, albo mniejszy i gęsty. W obu przypadkach mielibyśmy dokładnie taką samą krzywą blasku” tłumaczy Zwintz.

Źródło: University of Innsbruck