Astronomer som använder Gemini South 8-meter teleskopet i Chile har observerat nya detaljer på den dammiga skivan som omger den närliggande stjärnan Beta Pictoris som visar att en stor kollision mellan kroppsstora kroppar kan ha inträffat där så nyligen som de senaste decennierna.
De mitten av infraröda observationerna ger det bästa beviset ännu för att det inträffade energiska möten mellan planetesimaler under processen med planetbildning.
"Det är som om vi såg tillbaka cirka 5 miljarder år tillbaka och tittade på vårt eget solsystem när det bildades till det vi ser idag," sade Dr. Charles Telesco från University of Florida som ledde laget. ”Vår forskning är lite som en detektivdamm för fingeravtryck för att räkna ut en brottsplats, bara i det här fallet använder vi dammet som en spårare för att visa vad som har hänt i molnet. Dammets egenskaper visar inte bara att det här var en enorm kollision, utan att det troligen hände nyligen i både astronomiska och till och med mänskliga tidsskalor. ”
Teamets data avslöjade en signifikant högre koncentration av små dammkorn i en region av skräpskivan som gav Beta Pictoris ett snedigt utseende i tidigare observationer. Enligt teammedlem Dr. Scott Fisher från Gemini Observatory är det de unika egenskaperna hos detta fina damm som möjliggör spekulationer om tidpunkten för denna kollision. ”Många av oss kommer ihåg att han krossade kritstoft från radern i skolan ,? han sa. ? Efter att du nysat några gånger öppnar du ett fönster och det fina dammet blåser bort. I Beta Pictoris kommer strålningen från stjärnan att blåsa bort de fina partiklarna som skapats genom kollisionen ganska snabbt. Det faktum att vi fortfarande ser dem i våra observationer innebär att kollisionen troligen har hänt under de senaste 100 åren eller så. Nästan säkert mina morföräldrar levde när denna kollision inträffade.?
Datormodeller gjorda vid University of Florida av teammedlemmarna Dr. Stanley Dermott, Dr. Tom Kehoe och Dr. Mark Wyatt (från Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannien) visar att tidsskalorna som krävs för att ta bort detta fina damm i Beta Pictoris är på årtiondenas ordning. "Denna process flyttar ut de mindre dammpartiklarna mycket snabbt och lämnar efter sig det större skräpet," sade Dermott. "De större partiklarna kommer så småningom att spridas över hela molnet när det går runt den centrala stjärnan och den ljusa klumpen vi ser nu kommer i huvudsak att lösa sig upp på disken."
Skivor med material som omger stjärnor som Beta Pictoris tros innehålla föremål av alla storlekar, från små dammkorn som liknar hushållsdamm till stora planetesimaler eller utvecklande planeter. Eftersom alla dessa föremål kretsar runt stjärnan, precis som jorden cirklar solen, kolliderar de ibland. De största av dessa katastrofala möten lämnar bakgrundsskräp av moln av fint damm som kan observeras vid infraröda våglängder. Genom att samla högupplösta bilder från ett brett spår av den termiska infraröda delen av spektrumet kunde forskarteamet från USA, Storbritannien och Chile studera ett sådant moln på den större Beta Pictoris-disken och analysera bilderna för att bestämma rumslig fördelning och uppskatta storleken på skräppartiklarna i efterkollisionen.
En kollision liknande den här kan mycket väl ha skapat vår egen måne för flera miljarder år sedan när en kropp i Mars-storlek kolliderade med vad som så småningom skulle bli jorden. Medan månen själv bildades av stora stenar och skräp som skapats genom kollisionen, blåste de små dammpartiklarna bort genom strålningstryck från den unga solen. I Beta Pictoris-systemet blåser strålning från centralstjärnan cirka 15 gånger solens intensitet och rensar ut små korn ännu snabbare.
Eftersom Beta Pictoris-disken är orienterad för oss är den observerade asymmetrin synlig som en ljus? Klump? i det cigarrformade molnet av material som kretsar kring den centrala stjärnan. Gemini-bilderna avslöjar också nya strukturer på disken som kan visa var planeter bildas i systemet. Teamet studerar fortfarande dessa funktioner, och uppföljningsobservationer planeras med Gemini Souths nyligen silverbelagda 8-metersspegel. Denna silverbeläggning (nu på båda Gemini-teleskop) gör tvillingteleskop till de mest kraftfulla anläggningarna på jorden för denna typ av infraröd forskning.
Beta Pictoris var en av de första "circumstellar" -skivorna som upptäcktes av astronomer. Det upptäcktes ursprungligen i IRAS (Infrared Astronomy Satellite) data 1983 av ett team som leddes av Dr. Fred Gillett (tidigare Gemini's Lead Scientist) och avbildades sedan av Dr. Bradley Smith och Dr. Richard Terrile. Dess lopsidiga natur var uppenbar även då, men tills nyligen gav observationer otillräckliga data vid tillräckligt höga upplösningar för att visa den klumpiga naturen hos denna asymmetri och uppskatta den relativa partikelfördelningen i molnet.
Gemini-data erhölls med användning av Gemini Thermal-Region Camera Spectrograph (T-ReCS) på Gemini South Telescope på Cerro Pachin i Chile.
Det internationella teamet publicerade sina resultat och slutsatser i 13 januari-numret av tidskriften Nature och i San Diego, Kalifornien vid det 205: e mötet i American Astronomical Society.
Ursprungskälla: Gemini News Release
