Bildkredit: UC Berkeley
Astronomer vid University of California, Berkeley, har upptäckt den närmaste och yngsta stjärnan med en synlig dammskiva som kan vara en plantskola för planeter.
Den svaga röda dvärgstjärnan är bara 33 ljusår bort, tillräckligt nära för att rymdteleskopet Hubble eller markbaserade teleskop med adaptiv optik för att skärpa bilden ska kunna se om dammskivan innehåller klumpar av materia som kan förvandlas till planeter .
'Circumstellar-skivor är vägvisare för planetbildning, och det här är den närmaste och yngsta stjärnan där vi direkt observerar ljus som reflekteras från stoft som produceras av extrasolära kometer och asteroider - dvs de objekt som möjligen skulle kunna bilda planeter genom ackretion,' sa Paul Kalas. biträdande forskningsastronom vid UC Berkeley och huvudförfattare till en artikel som rapporterar upptäckten.
'Vi väntar på att sommar- och höstsäsongen ska gå tillbaka till teleskopen och studera skivans egenskaper mer i detalj. Men vi förväntar oss att alla andra gör samma sak – det kommer att bli mycket uppföljning.”
En tidning som tillkännager upptäckten kommer att publiceras online i Science Express denna vecka och kommer att dyka upp i den tryckta upplagan av tidskriften i mars. Medförfattare med Kalas är Brenda C. Matthews, en postdoktorand forskare vid UC Berkeleys Radio Astronomy Laboratory, och astronomen Michael C. Liu från University of Hawaii. Kalas är också knuten till Center for Adaptive Optics vid UC Santa Cruz.
Den unga stjärnan av M-typ, AU Microscopium (AU Mic), är ungefär hälften av solens massa men bara cirka 12 miljoner år gammal, jämfört med solens 4,6 miljarder år gamla. Teamet av astronomer hittade stjärnan medan de letade efter dammskivor runt stjärnor som sänder ut mer än förväntade mängder infraröd strålning, vilket tyder på ett varmt, glödande dammmoln.
Bilden av AU Mic, som erhölls i oktober förra året med University of Hawaiis 2,2 meter långa teleskop på toppen av Mauna Kea, visar en kantskiva av damm som sträcker sig cirka 210 astronomiska enheter från centralstjärnan – cirka sju gånger längre från stjärnan än vad Neptunus är. från solen. En astronomisk enhet, eller AU, är det genomsnittliga avståndet från jorden till solen, cirka 93 miljoner miles.
'När vi ser spritt infrarött ljus runt en stjärna är slutsatsen att detta orsakas av dammkorn som fylls på av kometer och asteroidkollisioner,' sa Kalas. Eftersom 85 procent av alla stjärnor är röda dvärgar av M-typ ger stjärnan ledtrådar till hur majoriteten av planetsystem bildas och utvecklas.
Andra närliggande stjärnor, som Gliese 876 vid 16 ljusår och epsilon-Eridani vid 10 ljusår, vinglar, vilket ger indirekta bevis för planeter. Men bilder av skräpskivor runt stjärnor är sällsynta. AU Mic är den närmaste dammskivan som direkt avbildats sedan upptäckten för 20 år sedan av en dammskiva runt beta-Pictoris, en stjärna som är cirka 2,5 gånger solens massa och 65 ljusår bort. Även om de två stjärnorna befinner sig i motsatta delar av himlen, verkar de ha bildats samtidigt och färdas tillsammans genom galaxen, sa Kalas.
'Dessa systerstjärnor bildades förmodligen tillsammans i samma region i rymden i en rörlig grupp som innehöll cirka 20 stjärnor,' sa Kalas. Detta representerar en aldrig tidigare skådad möjlighet att studera stjärnor som bildats under samma förhållanden, men med massor som är något större och något mindre än solen.
'Teoretiker är också glada över möjligheten att förstå hur planetsystem utvecklas på olika sätt kring stjärnor med hög massa som beta-Pictoris och stjärnor med låg massa som AU Mic,' sa han.
Bilderna av AU Mic togs genom att blockera bländning från stjärnan med en koronagraf som den som används för att se solens yttre atmosfär, eller korona. Den förmörkande skivan på University of Hawaiis 2,2 meter långa teleskop blockerade sikten på allt runt stjärnan till cirka 50 AU. På detta avstånd i vårt solsystem skulle bara Kuiperbältet av asteroider och det mer avlägsna Oortmolnet, källan till kometer, vara synliga.
Kalas sa att skarpare bilder från marken eller rymden borde visa strukturer så nära som 5 AU, vilket innebär att en Jupiterliknande planet eller klump i den dammiga skivan skulle vara synlig, om den finns.
'Med den adaptiva optiken på Lick 120-tumsteleskopet eller Keck 10-metersteleskopet, eller med Hubble Space Telescope, kan vi förbättra skärpan med 10 till 100 gånger,' sa Kalas.
I ett följeslag som accepterats för publicering i The Astrophysical Journal rapporterar Berkeley-Hawaii-teamet indirekta bevis för ett relativt dammfritt hål inom cirka 17 AU från stjärnan. Detta skulle vara något innanför Uranus omloppsbana i vårt eget solsystem.
'Möjliga bevis för existensen av planeter kommer från det infraröda spektrumet, där vi märker en frånvaro av varma dammkorn,' sa han. 'Det betyder att korn är utarmade inom cirka 17 AU radie från stjärnan. En mekanism för att rensa ut dammskivan inom en radie på 17 AU är genom möten med planet-korn, där planeten tar bort kornen från systemet.'
'Dammet som saknas från de inre delarna av AU Mic är ett tecken på en planet i omloppsbana. Planeten sveper bort allt damm i de inre regionerna, och håller dammet i den yttre regionen borta, säger Liu.
Bortsett från ytterligare observationer med 2,2-metersteleskopet på Hawaii planerar Kalas och hans kollegor att använda Spitzer Space Telescope, ett infrarött observatorium som lanserades i augusti förra året av National Aeronautics and Space Administration (NASA), för att utföra en mer känslig sökning efter gas .
Forskningen stöddes av NASA Origins Program och National Science Foundations Center for Adaptive Optics.
Ursprunglig källa: UC Berkeley News Release