Två av NASA: s stora observatorier, Spitzer Space Telescope och Hubble Space Telescope, har gett astronomer en enastående titt på dammiga planetariska skräp runt stjärnor på vår solstorlek.
Spitzer har upptäckt för första gången dammiga skivor kring mogna, solliknande stjärnor kända för att ha planeter. Hubble fångade den mest detaljerade bilden någonsin av en ljusare skiva runt en mycket yngre solliknande stjärna. Resultaten erbjuder "ögonblicksbilder" av processen genom vilken vårt eget solsystem utvecklades, från dess dammiga och kaotiska början till dess mer avvecklade nutid.
”Unga stjärnor har enorma reservoarer av planetbyggnadsmaterial, medan äldre bara har rester av spillror. Hubble såg reservoarerna och Spitzer, spillrorna, ”sa Dr. Charles Beichman från NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Kalifornien. Han är huvudförfattare till Spitzer-studien. "Detta visar hur de två teleskopen kompletterar varandra," tillade han.
Den unga stjärnan som observerats av Hubble är 50 till 250 miljoner år gammal. Detta är tillräckligt gammalt för att teoretiskt ha gasplaneter, men tillräckligt ungt för att steniga planeter som Jorden fortfarande kan bildas. De sex äldre stjärnorna som studerats av Spitzer är i genomsnitt 4 miljarder år gamla, nästan samma ålder som solen. Det är känt att de har gasplaneter, och steniga planeter kan också vara närvarande. Innan fynden hade sällan observerats ringar av planetariska skräp, eller "skräpskivor" runt stjärnor på solstorleken, eftersom de är svagare och svårare att se än de runt mer massiva stjärnor.
"Den nya Hubble-bilden ger oss det bästa utseendet hittills på reflekterat ljus från en skiva runt en stjärna solens massa," sa Hubble-studiens huvudförfattare, Dr. David Ardila från Johns Hopkins University, Baltimore. "I grund och botten visar det en av de möjliga avslutningarna i vårt eget solsystem," sade han.
Avfallsskivor runt äldre stjärnor i samma storlek och ålder som vår sol, inklusive de som är värd för kända planeter, är ännu svårare att upptäcka. Dessa skivor är 10 till 100 gånger tunnare än de som finns runt unga stjärnor. Spitzers mycket känsliga infraröda detektorer kunde känna sin varma glöd för första gången.
"Spitzer har upprättat den första direkta länken mellan planeter och skivor," sade Beichman. "Nu kan vi studera förhållandet mellan de två." Dessa studier kommer att hjälpa framtida uppdrag för planetjakt, inklusive NASAs Terrestrial Planet Finder och Space Interferometry Mission, förutsäga vilka stjärnor som har planeter. Att hitta och studera planeter runt andra stjärnor är ett viktigt mål för NASA: s utforskningsuppdrag.
Steniga planeter uppstår från stora dammmoln som omsluter unga stjärnor. Dammpartiklar kolliderar och fastnar ihop, tills en planet så småningom bildas. Ibland kraschar de ansamlande kropparna samman och krossas. Skräp från dessa kollisioner samlas in i jätte munkformade skivor, vars centrum kan ristas ut genom kretslopp om planeter. Med tiden bleknar skivorna och en mindre, stabil skräpskiva, som den kometfyllda Kuiper Belt i vårt eget solsystem, är allt som finns kvar.
Skräpskivan som avbildas av Hubble omger den solliknande stjärnan som heter HD 107146, som ligger 88 ljusår bort. John Krist, en JPL-astronom, använde också Hubble för att fånga en annan skiva runt en mindre stjärna, en röd dvärg som heter AU Microscopii, belägen 32 ljusår bort och bara 12 miljoner år gammal. Vy Hubble avslöjar ett gap i skivan, där planeter kan ha sopat upp damm och rensat en väg. Skivan runt HD 107146 har också ett inre gap.
Beichman och hans kollegor vid JPL och University of Arizona, Tucson, använde Spitzer för att skanna 26 äldre solliknande stjärnor med kända planeter och fann sex med Kuiper Belt-liknande skräpskivor. Stjärnorna sträcker sig från 50 till 160 ljusår bort. Deras skivor är ungefär 100 gånger svagare än de som nyligen avbildades av Hubble och cirka 100 gånger ljusare än skräpskivan runt solen. Dessa skivor punkteras också av hål i deras centrum.
Båda Hubble-bilderna togs med den avancerade kameran för undersökningar. De kommer att publiceras i Astronomical Journal och Astrophysical Journal Letters. Spitzer-observationerna är från multiband-avbildningsfotometern och kommer att visas i Astrophysical Journal.
Space Telescope Science Institute (STScI) drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA), för NASA, under kontrakt med Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och European Space Agency (ESA).
Originalkälla: Hubble News Release
