Dwa z Wielkich Obserwatoriów NASA, Spitzer Space Telescope i Hubble Space Telescope, zapewniły astronomom niespotykane dotąd spojrzenie na zakurzone szczątki planetarne wokół gwiazd wielkości naszego Słońca.
Spitzer po raz pierwszy odkrył zakurzone dyski wokół dojrzałych, podobnych do słońca gwiazd, o których wiadomo, że mają planety. Hubble uchwycił najbardziej szczegółowy obraz jaśniejszego dysku otaczającego znacznie młodszą gwiazdę podobną do słońca. Odkrycia oferują „migawki” procesu, w którym ewoluował nasz Układ Słoneczny, od jego zakurzonych i chaotycznych początków po bardziej stabilny stan obecny.
„Młode gwiazdy mają ogromne zbiorniki materiałów do budowy planet, podczas gdy starsze mają tylko stosy gruzu. Hubble widział zbiorniki i Spitzer - gruz - powiedział dr Charles Beichman z Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Pasadenie w Kalifornii. Jest on głównym autorem badań nad Spitzerem. „To pokazuje, jak oba teleskopy się uzupełniają” - dodał.
Młoda gwiazda zaobserwowana przez Hubble'a ma 50 do 250 milionów lat. Jest wystarczająco duży, aby teoretycznie mieć planety gazowe, ale na tyle młody, że wciąż mogą się tworzyć planety skaliste, takie jak Ziemia. Sześć starszych gwiazd badanych przez Spitzera ma średnio 4 miliardy lat, prawie w tym samym wieku co słońce. Wiadomo, że mają planety gazowe i mogą być również obecne planety skaliste. Przed ustaleniami rzadko obserwowano pierścienie gruzów planetarnych lub „tarcz gruzowych” wokół gwiazd wielkości Słońca, ponieważ są one słabsze i trudniejsze do zobaczenia niż wokół masywniejszych gwiazd.
„Nowe zdjęcie Hubble'a daje nam jak dotąd najlepsze spojrzenie na odbite światło z dysku wokół gwiazdy o masie Słońca”, powiedział główny autor badania Hubble'a, dr David Ardila z Johns Hopkins University, Baltimore. „Zasadniczo pokazuje jedną z możliwych przeszłości naszego Układu Słonecznego” - powiedział.
Dyski z gruzów wokół starszych gwiazd tego samego rozmiaru i wieku co nasze słońce, w tym te, na których znajdują się znane planety, są jeszcze trudniejsze do wykrycia. Dyski te są od 10 do 100 razy cieńsze niż dyski wokół młodych gwiazd. Bardzo czułe detektory podczerwieni Spitzera były w stanie po raz pierwszy wyczuć ich ciepły blask.
„Spitzer ustanowił pierwsze bezpośrednie połączenie między planetami i dyskami” - powiedział Beichman. „Teraz możemy przestudiować związek między nimi”. Te badania pomogą przyszłym misjom polowania na planety, w tym Terrestrial Planet Finder NASA i Space Interferometry Mission, przewidywanie, które gwiazdy mają planety. Znajdowanie i badanie planet wokół innych gwiazd jest kluczowym celem misji badawczej NASA.
Skaliste planety powstają z dużych chmur pyłu, które otaczają młode gwiazdy. Cząsteczki pyłu zderzają się i sklejają, aż w końcu powstanie planeta. Czasami gromadzące się ciała rozbijają się i rozpadają. Szczątki z tych zderzeń gromadzą się w gigantyczne krążki w kształcie pączków, których centra można wycinać na orbitujących planetach. Z czasem dyski zanikają i pozostaje mniejszy, stabilny dysk z resztkami, jak wypełniony kometą Pas Kuipera w naszym Układzie Słonecznym.
Dysk ze szczątków zobrazowany przez Hubble'a otacza podobną do słońca gwiazdę HD 107146, oddaloną o 88 lat świetlnych. John Krist, astronom JPL, również wykorzystał Hubble'a do uchwycenia kolejnego dysku wokół mniejszej gwiazdy, czerwonego karła o nazwie AU Microscopii, położonego w odległości 32 lat świetlnych i zaledwie 12 milionów lat. Widok Hubble'a ujawnia lukę na dysku, w której planety mogły porwać kurz i oczyścić ścieżkę. Dysk wokół HD 107146 ma również wewnętrzną szczelinę.
Beichman i jego koledzy z JPL i University of Arizona w Tucson wykorzystali Spitzera do skanowania 26 starszych gwiazd podobnych do Słońca znanymi planetami i znaleźli sześć z tarczami gruzowymi podobnymi do Pasa Kuipera. Gwiazdy znajdują się w odległości od 50 do 160 lat świetlnych stąd. Ich dyski są około 100 razy słabsze niż te ostatnio wykonane przez Hubble'a i około 100 razy jaśniejsze niż dyski wokół śmieci wokół Słońca. Te dyski są również przerywane dziurkami w ich środkach.
Oba zdjęcia Hubble'a zostały wykonane zaawansowaną kamerą do badań. Zostaną opublikowane w Astronomical Journal i Astrophysical Journal Letters. Obserwacje Spitzera pochodzą z wielopasmowego fotometru obrazującego i pojawią się w czasopiśmie Astrophysical Journal.
Space Telescope Science Institute (STScI) jest prowadzony przez Stowarzyszenie Uniwersytetów Badań w Astronomii, Inc. (AURA), dla NASA, na podstawie umowy z Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Kosmiczny Teleskop Hubble'a to projekt współpracy międzynarodowej między NASA i Europejską Agencją Kosmiczną (ESA).
Oryginalne źródło: Hubble News Release
