Młodsze gwiazdy otaczają chmurę pyłu, zwaną dyskiem okołogwiazdowym. Ten dysk jest materiałem pozostałym z formacji gwiazdy i to z niego powstają planety. Ale naukowcy używający Hubble'a badali ogromną strukturę pyłu o średnicy około 150 miliardów mil. Ta nowo obrazowana struktura, nazywana egzo-pierścieniem, jest znacznie większa niż tarcza gwiezdna, a ogromna struktura otacza młodą gwiazdę HR 4796A i jej wewnętrzny dysk gwiezdny.
Odkrycie struktury pyłu wokół młodej gwiazdy nie jest niczym nowym, a gwiazda w tym nowym artykule autorstwa Glenna Schneidera z University of Arizona jest prawdopodobnie naszym najbardziej (i najlepszym) badanym układem gruzu egzoplanetarnego. Ale praca Schneidera, wraz z uchwyceniem tej nowej ogromnej struktury pyłu, wydaje się odkryć niektóre wzajemne oddziaływanie między ciałami w układzie, który wcześniej był ukryty.
Schneider użył spektrografu do obrazowania teleskopem kosmicznym (STIS) w Hubble do zbadania systemu. Wewnętrzny dysk systemu był już dobrze znany, ale badanie większej struktury ujawniło większą złożoność.
Powstanie tej rozległej struktury zakurzonych szczątków jest prawdopodobnie kolizjami między nowo tworzącymi się planetami w obrębie mniejszego pierścienia wewnętrznego. Nacisk na zewnątrz gwiazdy HR 4769A wyrzucił następnie kurz w przestrzeń kosmiczną. Gwiazda jest 23 razy jaśniejsza niż nasze Słońce, więc ma energię niezbędną do wysłania pyłu na tak dużą odległość.
Komunikat prasowy NASA opisuje tę rozległą strukturę egzo-pierścieni jako „dętkę w kształcie pączka, którą uderzyła ciężarówka”. Rozciąga się znacznie dalej w jednym kierunku niż w drugim i wygląda na ściśniętą z jednej strony. W pracy przedstawiono kilka możliwych przyczyn tego asymetrycznego rozszerzenia.
Może to być fala dziobowa spowodowana przez gwiazdę-gospodarza podróżującą przez ośrodek międzygwiezdny. Lub może być pod wpływem grawitacji binarnego towarzysza gwiazdy (HR 4796B), czerwonej gwiazdy karła, znajdującej się 54 miliardy mil od gwiazdy głównej.
„Dystrybucja pyłu jest charakterystycznym znakiem tego, jak dynamicznie interaktywny jest wewnętrzny system zawierający pierścień” - Glenn Schneider, University of Arizona, Tucson.
Asymetryczna natura ogromnej egzo-struktury wskazuje na złożone interakcje między wszystkimi gwiazdami i planetami w układzie. Jesteśmy przyzwyczajeni do patrzenia, jak ciśnienie promieniowania gwiazdy macierzystej kształtuje gaz i pył w dysku gwiezdnym, ale niniejsze badanie przedstawia nam nowy poziom złożoności, który należy uwzględnić. A badanie tego systemu może otworzyć nowe okno na to, jak układy słoneczne formują się w czasie.
„Nie możemy traktować egzoplanetarnych systemów gruzu jako po prostu izolacji. Efekty środowiskowe, takie jak interakcje z ośrodkiem międzygwiezdnym i siły wywołane przez towarzyszy gwiezdnych, mogą mieć długoterminowe implikacje dla ewolucji takich układów. Gwałtowne asymetrie zewnętrznego pola pyłu mówią nam, że w grze występuje wiele sił (poza ciśnieniem promieniowania gwiazdy macierzystej), które poruszają materiał. Widzieliśmy takie efekty w kilku innych systemach, ale w tym przypadku widzimy wiele rzeczy naraz ”- wyjaśnił Schneider.
Artykuł sugeruje, że lokalizacja i jasność mniejszych pierścieni w obrębie większej struktury pyłu nakłada ograniczenia na masy i orbity planet w systemie, nawet gdy same planety nie są widoczne. Ale będzie to wymagało więcej pracy, aby ustalić z jakąkolwiek specyfiką.
Ten artykuł stanowi udoskonalenie i udoskonalenie możliwości obrazowania Hubble'a. Autor artykułu ma nadzieję, że te same metody zastosowane w tym badaniu mogą być zastosowane w innych podobnych systemach, aby lepiej zrozumieć te większe struktury pyłu, jak się tworzą i jaką rolę odgrywają.
Jak mówi w podsumowaniu artykułu: „Przy wielu, jeśli nie większości, wyzwaniach technicznych obecnie zrozumianych i rozwiązanych, ta możliwość powinna być wykorzystana w pełni, przed zakończeniem misji HST, w celu ustanowienia dziedzictwa najsolidniejszych obrazów systemów egzoplanetarnych o wysokim priorytecie jako podstawy umożliwiającej przyszłe badania w dziedzinie nauk o systemach egzoplanetarnych. ”
