Den skarpaste bilden som någonsin tagits av en dammskiva runt en annan stjärna har avslöjat strukturer på disken som är tecken på osynliga planeter.
Dr. Michael Liu, en astronom vid University of Hawaiis Institute for Astronomy, har skaffat högupplösta bilder av den närliggande stjärnan AU Microscopii (AU Mic) med hjälp av Keck Telescope, världens största infraröda teleskop. På ett avstånd av endast 33 ljusår är AU Mic den närmaste stjärnan med en synlig dammskiva. Sådana diskar tros vara planets födelseplatser.
”Vi kan ännu inte direkt avbilda unga planeter runt AU Mic, men de kan inte heller gömma sig för oss heller. De avslöjar sig genom sitt gravitationella inflytande och bildar mönster i havet av dammkorn som kretsar runt stjärnan, ”sa Dr. Liu.
Resultaten kommer att publiceras i 12 augusti online Science Express och i septembertrycket av Science.
En dammskiva verkar vanligtvis relativt prestationslös och symmetrisk, eftersom eventuella störningar skulle jämnas ut när materialet kretsar kring stjärnan. Detta observeras emellertid inte i fallet med AU Mic. I stället har Dr. Liu funnit att disken är ojämn och har klumpar. Dessa strukturer uppstår och upprätthålls på grund av osynliga planetkamraters gravitationella inflytande.
Klumparna på AU Mics disk ligger vid separationer på 25 till 40 astronomiska enheter bort från centralstjärnan (där en astronomisk enhet är avståndet från jorden till solen), eller cirka 2 till 4 miljarder miles. I vårt eget solsystem motsvarar detta de regioner där Neptunus och Pluto bor.
AU Mic är en svagt röd stjärna, med bara halva massan och en tiondel av energiproduktionen som solen. Tidigare studier har visat att AU Mic är ungefär 12 miljoner år gammal, en epok som tros vara en aktiv fas av planetbildning. Som jämförelse är vår sol ungefär 4,6 miljarder år gammal, eller ungefär 400 gånger äldre, och planetbildning har sedan länge slutat.
”Genom att studera väldigt unga stjärnor som AU Mic får vi insikt i planets formningsprocess när den sker. Som ett resultat lär vi oss födelsen av vårt eget solsystem och dess planeter, ”sa Liu.
Bilderna ensam kan ännu inte berätta för oss vilka typer av planeter som finns, bara att planeterna är tillräckligt massiva för att gravitativt förändra fördelningen av dammet. Många strukturer på AU Mic-disken observeras emellertid vara elliptiska (icke-cirkulära), vilket indikerar att planetbanorna är elliptiska. Detta är annorlunda än i vårt eget solsystem, där de flesta planeter följer cirkulära banor.
Bilder av diskar runt stjärnor i närheten är mycket sällsynta. Tidigare i år meddelade Dr. Liu och hans kollegor upptäckten av den stora dammiga skivan kring AU Mic. Ljuset från AU Mic's disk kommer från små dammpartiklar som reflekterar ljuset från den centrala stjärnan. De nya bilderna är 30 gånger skarpare än de tidigare, vilket möjliggör upptäckten av klumparna på den inre skivan på AU Mic.
Dr. Liu använde Keck II-teleskopet som ligger på Mauna Kea, Hawaii för denna forskning. De två Keck-teleskopen är världens största infraröda teleskop, var och en med en primärspegel på 10 meter (33 fot) i diameter. Teleskop är utrustade med adaptiv optik, en kraftfull teknik som korrigerar astronomiska bilder för suddighet orsakad av jordens turbulenta atmosfär.
De resulterande infraröda bilderna är de skarpaste som någonsin erhållits av en circumstellar-skiva, med en vinkelupplösning av 1/25 av ett bågsekund, ungefär 1 500.000 diametern på fullmånen. Om en persons vision var lika skarp som det adaptiva optiksystemet från Keck, skulle han kunna läsa en tidning som var en mil bort. När det gäller AU Mic kan Keck-bilderna se funktioner så små som 0,4 astronomiska enheter, mindre än halva avståndet från jorden till solen.
"Det är anmärkningsvärt hur snabbt Adaptive Optics på Keck har kommit från att vara en exotisk demonstrationsteknologi till att producera vetenskapliga resultat av enastående kvalitet," sade Dr. Frederic H. Chaffee, chef för W. M. Keck Observatory. ”Vi går in i en ny tid med högupplösta bilder i astronomi. Lius hisnande bilder av möjliga planeter i bildning kring AU Mic skulle ha varit otänkbara från något teleskop - rymdbaserat eller på jorden - för några korta år sedan. Detta är en spännande tid för oss alla. ”
En förtryck av papperet kan hittas på astro-ph-webbplatsen
Detta arbete stöds delvis av National Science Foundation.
Originalkälla: IfA News Release
