Astronomom z Berkeley Univeristy of California udało się odnaleźć najbliższą i najmłodszą gwiazdę z widzialnym dyskiem pyłowym, który w przyszłości może być kopalnią planet! Ten ciemny czerwony karzeł jest zaledwie 33 lata świetlne od nas, czyli tak blisko, że teleskop Hubble’a lub naziemny teleskop z wystarczająco dokładnym układem optycznym jest w stanie zobaczyć czy dysk pyłowy składa się z grudek materii mogących stać się planetami.

„Okołogwiezdne dyski to drogowskazy do gromad planet, zaś to jest najbliższa i najmłodsza gwiazda koło której obserwujemy światło odbite od pozasłonecznych komet i asteroidów, czyli obiektów, które mogą w przyszłości uformować planety poprzez powiększanie się” – powiedział Paul Kalas, asystent badań, astronom w UC Berkeley i główny autor raportu odkrycia.

„Czekamy na latni i jesienny sezon obserwacyjny, aby móc wrócić do teleskopu i przestudiować właściwości dysku bardziej szczegółowo. Ale oczekujemy od wszystkich tego samego – jest wiele rzeczy które należy kontynuować„

Reportaż z odkrycia został opublikowany online w Science Express oraz pojawi się w nakładzie gazetowym w marcowym numerze. Współautorami projektu są dr Brenda C. Metthews, pracownik naukowy UC Berkeley’s Radio Astronomy Laboratory i Michael C. Liu z University of Hawai. Kalas jest również członkiem Center for Adaptive Optics At US Santa Cruz.

Młoda gwiazda typu M (AU Mic) o masie równej około połowy masy Słońca, liczy sobie zaledwie 12 milionów lat, podczas gdy Słońce – 4,6 miliarda. Grupa astronomów odnalazła ją podczas poszukiwania dysków pyłowych wokół gwiazd emitujących ponadprzeciętnie promieniowanie podczerwone, co wskazuje na obecność ciepłej jarzącej się pyłowej chmury.

Obraz AU Mic został uzyskany w październiku 2003 roku z 2,2-metrowego teleskopu na szczycie Mauna Kea na Hawajach. Ukazuje on krawędź dysku rozciągającą się około 210 jednostek astronomicznych od centralnej gwiazdy, około siedmiokrotnie dalej niż Neptun znajduje się od Słońca.

„Kiedy widzimy rozproszone podczerwone światło wokół gwiazdy, wnioskujemy, że zostało to spowodowane przez ziarenka pyłu, których ilość jest uzupełniana przez komety i zderzenia asteroidów” – powiedział Kalas. Ponieważ osiemdziesiąt pięć procent wszystkich gwiazd typu M to czerwone karły, ta gwiazda dostarcza nam wskazówek odnośnie powstania i ewolucji większości systemów planetarnych.

Inne pobliskie gwiazdy takie jak Gliese 876 w odległości 16 lat świetlnych, czy epsilon Eridiani w odległości 10 lat świetlnych zmieniają swą jasność, dostarczając jedynie pośredniego świadectwa istnienia planet. Natomiast obrazy dysku odłamków i szczątków są wyjątkowo rzadkie. AU Mic to najbliższy dysk pyłowy bezpośrednio sfotografowany, pierwszy raz od odkrycia dysku wokół beta Pictoris 20 lat wcześniej (gwiazdy 2,5 razy cięższej od Słońca, znajdującej w odległości sześćdziesięciu pięciu lat świetlnych od nas). Chociaż obie gwiazdy znajdują się w przeciwległych regionach nieba, okazuje się, że utworzyły się w tym samym czasie i razem podróżują przez galaktykę, powiedział Kalas.

„Te gwiazdy prawdopodobnie razem tworzą w tym samym regionie nieba przemieszczającą się grupę złożoną z około dwudziestu obiektów” – powiedział Kalas. Jest to bezprecedensowa szansa zbadania gwiazd uformowanych w tych samych warunkach, choć o masach lekko większych lub mniejszych od Słońca.

„Teoretycy są również podekscytowani możliwością zrozumienia różnic w sposobie ewolucji systemów planetarnych gwiazd o masach takich jak ciężkie obiekty podobne do beta Pistoris lub lekkich, takich jak AU Mic„

W obrazach AU Mic otrzymano zablokowanie oślepiającego blasku gwiazdy przez koronograf (taki z jakiego korzystamy przy oglądaniu korony słonecznej). Zaćmiewający dysk w obrazie z hawajskiego teleskopu blokuje widok okolic gwiazdy o średnicy nawet 50 jednostek astronomicznych. Na takim dystansie z naszym Układzie Słonecznym tylko Pas Kuipera i obłok Oorta, źródło komet, byłby widoczny.

Kalas mówi, że najostrzejsze obrazy z naziemnych teleskopów mogą pokazać struktury w odległości 5 jednostek astronomicznych, co oznacza możliwość zauważenia planety rozmiarów Jowisza, o ile taka istnieje.

„Teleskopy stosujące optykę adaptywną takie 10-metrowy teleskop Keck czy teleskop Hubble’a uzyskują ostrość od 10 do 100 razy lepszą” – powiedział Kalas.

W pracy przyjętej do publikacji w Astrophysical Juornal, grupa z the Berkeley-Hawaii przedstawia pośrednie dowody na istnienie dziury, wolnej przestrzeni w dysku, około siedemnastu jednostek astronomicznych od gwiazdy. Byłoby to mniej więcej na orbicie Urana w Układzie Słonecznym.

„Potencjalne dowody na istnienie planet pochodzą z widma w podczerwieni, gdzie zauważamy brak ciepłych ziaren. Może to znaczyć, że ziarna zostały przerzedzone na odległości siedemnastu jednostek astronomicznych. Jedną z możliwości wytłumaczenia zjawiska jest wyznaczenie orbity planety w odległości siedemnastu j.a. która usuwałaby pył.„

„Nieobecność pyłu w centralnym regionie dysku to doniesienie o obecności planety. Planeta wymiata pył z regionu i trzyma go z daleka od swojego toru” – powiedział Liu.

Obok przyszłych obserwacji za pomocą teleskopów naziemnych, Kalas i jego współpracownicy planują użyć the Spitzer Space Telescope, kosmicznego obserwatorium fal podczerwonych wystrzelonego a sierpniu przez NASA aby przeprowadzić dokładne badania gazu.

Badania są wspierane przez NASA Origins Program i National Space Foundation’s Center for Adaptive Optics.