Konstnärens föreställning om en möjlig kollision runt BD +20 307. Bildkredit: Gemini Observatory/Jon Lomberg. Klicka för att förstora
En relativt ung stjärna som ligger cirka 300 ljusår bort förbättrar avsevärt vår förståelse för bildandet av jordliknande planeter.
Stjärnan, som går under det anspråkslösa namnet BD +20 307, är höljd av den dammigaste miljö som någonsin setts så nära en solliknande stjärna långt efter dess bildande. Det varma dammet tros komma från nyligen inträffade kollisioner av steniga kroppar på avstånd från stjärnan som är jämförbara med jordens från solen. Resultaten baserades på observationer gjorda vid Gemini och W.M. Keck Observatories, och publicerades i 21 juli-numret av den brittiska vetenskapstidskriften Nature.
Detta fynd stöder tanken att jämförbara kollisioner av steniga kroppar inträffade tidigt i vårt solsystems bildning för cirka 4,5 miljarder år sedan. Dessutom kan detta arbete leda till fler upptäckter av det här slaget, vilket skulle tyda på att de steniga planeterna och månarna i vårt inre solsystem inte är så sällsynta som vissa astronomer misstänker.
?Vi hade tur. Denna uppsättning observationer är som att hitta den ökända nålen i höstacken,? sa Inseok Song, astronomen Gemini Observatory som ledde det USA-baserade forskarteamet. Dammet vi upptäckte är precis vad vi kan förvänta oss från kollisioner av steniga asteroider eller till och med planetstora objekt, och att hitta detta stoft så nära en stjärna som vår sol gör att betydelsen går uppåt. Men jag kan inte låta bli att tro att astronomer nu kommer att hitta mer genomsnittliga stjärnor där kollisioner som dessa har inträffat.'
I åratal har astronomer tålmodigt studerat hundratusentals stjärnor i hopp om att hitta en med en infraröd dammsignatur (egenskaperna hos stjärnljuset som absorberas, värms upp och återutsänds av dammet) som är lika stark som denna vid jord-till-sol avstånd från stjärnan. 'Mängden varmt damm nära BD+20 307 är så oöverträffad att jag inte skulle bli förvånad om det var resultatet av en massiv kollision mellan objekt i planetstorlek, till exempel en kollision som den som många forskare tror bildade jordens måne ”, sa Benjamin Zuckerman, UCLA-professor i fysik och astronomi, medlem av NASAs Astrobiology Institute och en medförfattare på tidningen. I forskargruppen ingick även Eric Becklin från UCLA och Alycia Weinberger tidigare vid UCLA och nu vid Carnegie Institution.
BD +20 307 är något mer massiv än vår sol och ligger i stjärnbilden Väduren. Den stora dammskivan som omger stjärnan har varit känd sedan astronomer upptäckte ett överskott av infraröd strålning med Infrared Astronomical Satellite (IRAS) 1983. Tvilling- och Keck-observationerna ger en stark korrelation mellan de observerade utsläppen och dammpartiklar av storleken och temperaturer som förväntas vid kollision mellan två eller flera steniga kroppar nära en stjärna.
Eftersom stjärnan beräknas vara cirka 300 miljoner år gammal måste alla stora planeter som kan kretsa runt BD +20 307 redan ha bildats. Men dynamiken hos steniga rester från planetbildningsprocessen kan dikteras av planeterna i systemet, som Jupiter gjorde i vårt tidiga solsystem. Kollisionerna som orsakade det observerade dammet måste ha varit mellan kroppar som är minst lika stora som de största asteroider som finns idag i vårt solsystem (cirka 300 kilometer i diameter). 'Oavsett vilken massiv kollision som inträffade, lyckades den pulverisera en hel del sten', sa teammedlemmen Alycia Weinberger.
Med tanke på egenskaperna hos detta damm, uppskattar teamet att kollisionerna inte kunde ha inträffat för mer än cirka 1 000 år sedan. En längre historia skulle ge det fina dammet (ungefär samma storlek som cigarettrökspartiklar) tillräckligt med tid för att dras in i den centrala stjärnan.
Den dammiga miljön runt BD +20 307 tros vara ganska lik, men mycket lindrigare än vad som återstår från bildandet av vårt solsystem. 'Det som är så fantastiskt är att mängden damm runt den här stjärnan är ungefär en miljon gånger större än dammet runt solen', säger UCLA-teammedlemmen Eric Becklin. I vårt solsystem sprider det kvarvarande dammet solljus för att skapa ett extremt svagt sken som kallas zodiakalljuset (se bilden ovan). Det kan ses under idealiska förhållanden med blotta ögat i några timmar efter kvällen eller före morgonskymningen.
Teamets observationer erhölls med Michelle, en mellaninfraröd spektrograf/bildare byggd av UK Astronomy Technology Centre, på Frederick C. Gillette Gemini North Telescope och Long Wavelength Spectrograph (LWS) vid W.M. Keck Observatory på Keck I.
Ursprunglig källa: Gemini Observatory News Release