Astronomowie używający 8-metrowego teleskopu Gemini South w Chile zaobserwowali nowe szczegóły w zakurzonym dysku otaczającym pobliską gwiazdę Beta Pictoris, które pokazują, że w ostatnich dziesięcioleciach mogło dojść do dużej kolizji między ciałami wielkości planet.
Obserwacje w środkowej podczerwieni są najlepszym jak dotąd dowodem na występowanie energetycznych spotkań planetozymali podczas procesu formowania się planet.
„To tak, jakbyśmy spoglądali wstecz o około 5 miliardów lat i obserwowali nasz własny układ słoneczny, który uformował się w to, co widzimy dzisiaj” - powiedział dr Charles Telesco z University of Florida, który kierował zespołem. „Nasze badania są trochę jak detektyw odkurzający odciski palców w celu ustalenia miejsca zbrodni, tylko w tym przypadku używamy pyłu jako wskaźnika do pokazania, co się stało w chmurze. Właściwości pyłu pokazują nie tylko, że była to wielka kolizja, ale prawdopodobnie miało to miejsce ostatnio zarówno w astronomicznej, jak i ludzkiej skali czasu. ”
Dane zespołu ujawniły znacznie wyższe stężenie małych ziaren pyłu w jednym obszarze dysku z resztkami, co nadało Beta Pictoris krzywy wygląd we wcześniejszych obserwacjach. Według członka zespołu, dr. Scotta Fishera z Gemini Observatory, to wyjątkowe właściwości tego drobnego pyłu pozwalają spekulować na temat czasu tej kolizji. „Wielu z nas pamięta, jak tłuczono kredą z gumki w szkole ,? powiedział. Po paru kichnięciach otwierasz okno i drobny pył wieje. W Beta Pictoris promieniowanie z gwiazdy dość szybko wysadzi drobne cząstki powstałe w wyniku zderzenia. Fakt, że wciąż je widzimy w naszych obserwacjach, oznacza, że kolizja prawdopodobnie miała miejsce w ciągu ostatnich 100 lat. Prawie na pewno moi dziadkowie żyli, kiedy doszło do kolizji.
Modele komputerowe wykonane na Uniwersytecie Florydy przez członków zespołu: dr Stanleya Dermotta, dr. Toma Kehoea i dr. Marka Wyatta (z Królewskiego Obserwatorium w Edynburgu, Wielka Brytania) pokazują, że czasy niezbędne do usunięcia tego drobnego pyłu w Beta Pictoris są już spełnione kolejność dziesięcioleci. „Ten proces bardzo szybko usuwa mniejsze cząsteczki pyłu i pozostawia większe zanieczyszczenia” - powiedział Dermott. „Większe cząstki ostatecznie rozproszą się w chmurze, gdy krążą wokół gwiazdy centralnej, a jasna kępa, którą widzimy teraz, zasadniczo rozpuści się w dysku”.
Uważa się, że dyski materiału otaczającego gwiazdy, takie jak Beta Pictoris, zawierają obiekty wszystkich rozmiarów, od małych ziaren pyłu podobnych do pyłu domowego po duże planetozymale lub rozwijające się planety. Gdy wszystkie te obiekty krążą wokół gwiazdy, tak jak Ziemia okrąża Słońce, czasami zderzają się. Największe z tych katastrofalnych spotkań pozostawiają po sobie resztki chmur drobnego pyłu, które można zaobserwować przy długości fal podczerwonych. Dzięki zebraniu obrazów o wysokiej rozdzielczości z szerokiego obszaru części termicznej podczerwieni spektrum zespół badawczy z USA, Wielkiej Brytanii i Chile był w stanie zbadać taką chmurę na większym dysku Beta Pictoris i przeanalizować obrazy w celu ustalenia rozmieszczenie przestrzenne i oszacowanie wielkości cząstek gruzu w następstwie pok zderzenia.
Kolizja podobna do tej, która mogła powstać, mogła spowodować powstanie własnego Księżyca kilka miliardów lat temu, gdy ciało wielkości Marsa zderzyło się z tym, co ostatecznie stanie się Ziemią. Podczas gdy sam Księżyc uformował się z dużych skał i gruzu powstałego w wyniku zderzenia, małe cząsteczki pyłu zostały zdmuchnięte przez ciśnienie promieniowania młodego Słońca. W układzie Beta Pictoris promieniowanie z gwiazdy centralnej wieje około 15 razy intensywniej niż Słońce, usuwając małe ziarna jeszcze szybciej.
Ponieważ dysk Beta Pictoris jest zorientowany na nas, obserwowana asymetria jest widoczna jako jasna „grudka”? w obłoku materiału w kształcie cygara krążącym wokół gwiazdy centralnej. Obrazy Gemini ujawniają również nowe struktury na dysku, które mogą pokazywać, gdzie planety formują się w systemie. Zespół nadal studiuje te funkcje, a dalsze obserwacje są planowane przy użyciu nowo pokrytego srebrem 8-metrowego lustra Gemini South. Ta srebrna powłoka (obecnie w obu teleskopach Gemini) sprawia, że bliźniacze teleskopy są najpotężniejszymi urządzeniami na Ziemi do tego rodzaju badań w podczerwieni.
Beta Pictoris była jednym z pierwszych dysków „okołogwiazdowych” odkrytych przez astronomów. Został on początkowo wykryty w danych IRAS (Infrared Astronomy Satellite) w 1983 r. Przez zespół kierowany przez dr Freda Gilletta (wcześniej główny naukowiec Gemini), a następnie sfotografowany przez dr Bradleya Smitha i dr. Richarda Terrile. Jego koślawy charakter był widoczny nawet wtedy, ale do niedawna obserwacje dostarczyły niewystarczających danych przy wystarczająco wysokich rozdzielczościach, aby pokazać grudkowatą naturę tej asymetrii i oszacować względny rozkład cząstek w chmurze.
Dane Gemini uzyskano przy użyciu termograficznego spektrografu kamery Gemini (T-ReCS) na południowym teleskopie Gemini na Cerro Pach? N w Chile.
Międzynarodowy zespół opublikował wyniki i wnioski w numerze czasopisma Nature z 13 stycznia w San Diego w Kalifornii na 205. spotkaniu American Astronomical Society.
Oryginalne źródło: Gemini News Release
