Om du någonsin har stått ute efter att skymningen har gått, eller några timmar innan solen stiger upp i gryningen, är chansen trolig att du har bevittnat det fenomen som kallas zodiakaljus. Denna effekt, som ser ut som en svag, diffus vit glöd på natthimlen, är vad som händer när solljus reflekteras av små partiklar och verkar sträcka sig upp från solens närhet. Detta reflekterade ljus observeras inte bara från jorden utan kan observeras överallt i solsystemet.
Med hjälp av full kraft av Very Large Telescopic Interferometer (VLTI) upptäckte nyligen ett internationellt team av astronomer att exozodiakaljus - dvs zodiakljus runt andra stjärnsystem - nära de beboeliga zonerna runt nio stjärnor i närheten var mycket mer extremt. Närvaron av så stora mängder damm i de inre regionerna runt vissa stjärnor kan utgöra ett hinder för den direkta avbildningen av jordliknande planeter.
Anledningen till detta är enkel: även vid låga nivåer får exozodiacalt damm ljus att förstärkas intensivt. Till exempel detekterade ljuset i detta undersökningen var ungefär 1000 gånger ljusare än zodiakljuset sett runt solen. Medan detta exozodiacala ljus tidigare hade upptäckts, är detta den första stora systematiska studien av detta fenomen kring stjärnor i närheten.
Teamet använde VLTI-besöksinstrumentet PIONIER som kan interferometriskt ansluta alla fyra hjälpteleskop eller alla fyra enhetsteleskop i VLTI vid Paranal Observatory. Detta ledde till inte bara extremt hög upplösning av målen utan också möjliggjort en hög observationseffektivitet.
Totalt observerade teamet exozodiacal ljus från hett damm nära de beboeliga zonerna av 92 stjärnor i närheten och kombinerade de nya uppgifterna med sina tidigare observationer.
I motsats till dessa tidigare observationer - som gjordes med Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) -serien vid Georgia State University - såg inte teamet damm som senare kommer att formas till planeter, men damm skapat i kollisioner mellan små planeter i en några kilometer i storlek - objekt som kallas planetesimals som liknar asteroiderna och kometerna i solsystemet. Damm av denna typ är också ursprunget till zodiakljuset i solsystemet.
Som en biprodukt har dessa observationer också lett till upptäckten av nya, oväntade stjärnkamrater som kretsar runt några av de mest massiva stjärnorna i provet. "Dessa nya kamrater föreslår att vi bör revidera vår nuvarande förståelse för hur många av denna typ av stjärna som faktiskt är dubbla," säger Lindsay Marion, huvudförfattare till ett ytterligare papper som ägnas åt detta kompletterande arbete med samma data.
"Om vi vill studera utvecklingen av jordliknande planeter nära den bebodda zonen, måste vi observera stjärndamm i denna region runt andra stjärnor," sade Steve Ertel, huvudförfattare till tidningen, från ESO och University of Grenoble i Frankrike. "Att upptäcka och karakterisera denna typ av damm runt andra stjärnor är ett sätt att studera arkitekturen och utvecklingen av planetsystem."
Den goda nyheten är dock att antalet stjärnor som innehåller zodiakljus på nivån i vårt solsystem är troligen mycket högre än antalet som hittades i undersökningen.
"Den höga detekteringsgraden som hittas på denna ljusa nivå antyder att det måste finnas ett betydande antal system som innehåller svagt damm, som inte kan upptäckas i vår undersökning, men fortfarande mycket ljusare än solsystemets stjärntyg," förklarar Olivier Absil, medförfattare till papper, från Liège universitet. "Närvaron av sådant damm i så många system kan därför bli ett hinder för framtida observationer, som syftar till att göra direkta bilder av jordliknande exoplaneter."
Därför är dessa observationer bara ett första steg mot mer detaljerade studier av exozodiacal ljus, och behöver inte dämpa vår anda om att upptäcka fler jordliknande exoplaneter inom en snar framtid.
