Astronomowie obserwujący przez teleskop Hubble’a pobliską gwiazdę trafili na dowód obecności wokół niej układu planetarnego: przesunięty pierścień pyłowy, analogiczny do Pasa Kuipera.

Prezentowane zdjęcie to pierwsza wykonana w świetle widzialnym fotografia pierścienia pyłowego wokół pobliskiej młodej gwiazdy Fomalhaut (HD 216956) w konstelacji Ryby Południowej. Środek tego pierścienia jest przesunięty względem gwiazdy o 15 jednostek astronomicznych (2,2 mld km). Według astronomów, to silny dowód na obecność planety, która porusza się po eliptycznej orbicie odkształcając pierścień. Zdjęcie jest też kluczem do badań powstających wokół młodych gwiazd dysków – zbudowanych ze skalnych i lodowych odłamków, które zrastają się tworząc planety.

Fomalhaut, odległy od Słońca zaledwie o 25 lat świetlnych, jest dwukrotnie masywniejszy od naszej gwiazdy. Przy tym jest 20 razy młodszy – liczy sobie 200 milionów lat. W Układzie Słonecznym taki wiek był czasem obfitego spadania asteroid i komet na kształtujące się planety i ich księżyce. Kratery, które widzimy na Księżycu, pochodzą z tego czasu. Pozostałością materiału z pierwotnego dysku jest Pas Kuipera. Obserwując podobne dyski wokół innych gwiazd, możemy się wiele dowiedzieć o przeszłości Układu Słonecznego.

Na pyłowy dysk wokół Fomalhauta trafiono po raz pierwszy ponad 20 lat temu, obserwując gwiazdę w podczerwieni, już wtedy rozważano obecność planety. Przypuszczenia potwierdziły się, gdy odkryto przesunięcie pierścienia – Odkryto planetę krążącą wokół Fomalhauta„>pisaliśmy o tym w 2002 roku. Obserwacje teleskopem Hubble’a, instrumentem Advanced Camera for Surveys, pozwoliły na zobaczenie dysku w świetle widzialnym i dostarczyły kolejnego dowodu na obecność planety.

NASA

Zdjęcie zostało zrobione przypomocy kamery SCUBA zamontowanej na James Clerk Maxwell Telescope na Mauna Kea na Hawajach. Przedstawia dysk pyłowy otaczający gwiazdę. Część najbardziej „zapylona” jest w kolorze żółtym. Gwiazda znajduje się w miejscu, gdzie jest symbol gwiazdki. Dla porównania wielkości w prawym dolnym rogu umieszczono nasz układ słoneczny. Zdjęcie jest zrobione w fałszywych kolorach.

Brzeg pyłowego dysku jest bardzo wyraźny – podobnie jak pierścieni Saturna, gdzie małe „pasterskie” księżyce utrzymują materiał skalny na miejscu zapobiegając jego rozprzestrzenianiu się. Podobnie planety-olbrzymy w naszym układzie oczyściły dysk materii wokół Słońca, pozostawiając odległy Pas Kuipera. Wyraźny zarys pierścienia oraz wzajemne położenie jego środka i gwiazdy – inne niż wynikałoby z praw Keplera – to silne dowody przemawiające za istnieniem systemu planetarnego wokół Fomalhauta.

STScI (HST)

Ilustracja przedstawia pierścień pyłowy wokół gwiazdy Fomalhaut w gwiazdozbiorze Ryby Południowej (Piscis Austrinus) wraz z domniemaną planetą. Można rozpoznać gwiazdozbiory, choć Fomalhaut jest oddalony od Słońca o 25 lat świetlnych i niektóre kształty są inne. Słońce jest jasną gwiazdą w gwiazdozbiorze Lwa (Leo). Widać inne znane gwiazdy: Alfę Centauri, Syriusza, Procjona.

Pierścień wokół Fomalhauta rozciąga się na szerokość 25 jednostek astronomicznych, w odległości między 133 a 159 j.a. od gwiazdy. Według modeli pierścień jest kształtowany przez planetę lub planety obiegające gwiazdę w odległości 50-70 j.a. Jeżeli taka planeta byłaby pięć razy większa od Jowisza, astronomowie byliby w stanie dostrzec ją przez teleskop Hubble’a. Dla porównania, wewnętrzna krawędź Pasa Kuipera zaczyna się za orbitą Neptuna (30 j.a.), kończy daleko za orbitą Plutona (50 j.a.). Czterokrotnie większa średnica pierścienia Fomalhauta sugeruje, że układy planetarne gwiazd różnią się, przechodząc inną ewolucję.

Pierścień wokół Fomalhauta będzie obiektem dalszych obserwacji. Latem ma zostać sfotografowany cały dysk (na prezentowanym zdjęciu nie zmieścił się on w całości w polu widzenia instrumentu Advanced Camera for Surveys). Naukowcy spodziewają się zgromadzić więcej danych – czy pierścień ma jakieś luki, czy rozciąga się dalej. Zbadane zostaną też fizyczne właściwości pierścienia i jego skład. Fomalhaut będzie dobrym celem dla przyszłych teleskopów, takich jak James Webb Space Telescope czy Terrestrial Planet Finder.