Planety prostě nezmizí. A přesto se zdá, že se to stalo Fomalhaut b (aka. Dagon), kandidát na exoplanetu nacházející se 25 světelných let od Země. Poprvé pozorován Hubbleův vesmírný dalekohled v roce 2004, poté potvrzena následnými pozorováními v letech 2008 a 2012, byla tato kandidátská exoplaneta první, která byla detekována ve viditelných vlnových délkách (tj. Metoda přímého zobrazování .)
Postupem času byl tento kandidát slabší a širší, až zmizel z dohledu úplně. To vedlo ke všem druhům spekulací, které zahrnovaly možnost srážky, která změnila planetu na trosky. Nedávno tým astronomů z University of Arizona navrhl další možnost – Fomalhaut b nikdy nebyla planeta , ale expandující oblak prachu ze dvou planetesimál, které se rozbily dohromady.
Studie, která popisuje tamní zjištění, nazvaná „ Nová data a modelování HST odhalují masivní planetesimální srážku kolem Fomalhautu “, nedávno se objevil vProceedings of the National Astronomical Society. Výzkum provedli András Gáspár a George H. Rieke, asistent astronoma a profesor astronomie regentů na Arizonské univerzitě. Stewardova observatoř .
Když byl Fomalhaut b poprvé pozorován, objevil se jako drobně vypadající tečka vedle obrovského prstence ledových trosek, který obíhá Fomalhaut – hvězdu hlavní posloupnosti typu A, která je součástí trojhvězdného systému. V následujících letech astronomové sledovali b podél její trajektorie a zjistili, že je stále slabší a slabší, až nakonec zmizí z dohledu.
To vedlo k zamyšlení astronomůHubblearchivní data v naději, že najdou věrohodné vysvětlení. Po analýze samotných dat Gáspár a Rieke předpokládali, že coHubblepila byla ve skutečnosti troska vytvořená srážkou dvou ledových těles, která se postupem času roztahovala. Jak naznačil Gáspár v nedávném Hubblesite tisková zpráva :
'Tyto srážky jsou mimořádně vzácné, a tak je to velká věc, že jsme ji skutečně viděli.' Věříme, že jsme byli na správném místě ve správný čas, abychom byli svědky tak nepravděpodobné události s Hubbleovým vesmírným teleskopem NASA.'
Předpokládá se, že takové srážky byly ve Sluneční soustavě běžné před miliardami let během období známého jako pozdní těžké bombardování. V té době byl systém posetý menšími objekty, které byly v podstatě zbytkovým materiálem z formování planet, což mělo za následek nespočet dopadů a kolizí.
Hubbleovy snímky oblaku prachu kolem Fomalhautu. Poděkování: NASA/ESA/A. Gáspár a G. Rieke (University of Arizona)
Fosilní pozůstatky těchto kolizí jsou tím, co dalo vzniknout rodinám asteroidů, z nichž většina je soustředěna v Hlavním pásu asteroidů a Kuiperově pásu. Žádné takové kataklyzmatické události však nikdy nebyly pozorovány kolem jiné hvězdy. V případě Fomalhautu se odhaduje, že ke srážkám tohoto druhu dochází jednou za 200 000 let – což by znamenalo, že pozorování HST byla velmi náhodná. Řekl Gáspár:
'Naše studie, která analyzovala všechna dostupná archivní data z HST o Fomalhautu, odhalila několik charakteristik, které dohromady vytvářejí obraz, že objekt velikosti planety možná nikdy neexistoval.'
K otestování své teorie provedli Gáspár a Reike dynamické modelování simulací pomocí počítačového clusteru University of Arizona. Tyto modely ukázaly, že hypotéza týmu, že Fomalhaut b jsou trosky související s kolizí, kvantitativně zapadají do všech pozorování. Vzhledem k tomu, že Fomalhaut je a
„Systém Fomalhaut je dokonalou testovací laboratoří pro všechny naše představy o tom, jak se vyvíjejí exoplanety a hvězdné systémy,“ dodal Rieke. 'Máme důkazy o takových srážkách v jiných systémech, ale nic takového rozsahu nebylo v naší sluneční soustavě pozorováno.' Toto je plán toho, jak se planety navzájem ničí.'
Herschelova pozorování Fomalhautu a jeho disku ve vzdálené infračervené oblasti. Kredit: ESA
Ještě před „zmizením Fomalhauta b“ kandidátská exoplaneta vykazovala zvláštní vlastnosti, které astronomy zmátly. Pro začátek byl objekt neobvykle jasný ve viditelném světle, ale neměl žádný detekovatelný infračervený podpis. Astronomové se domnívali, že to způsobila obrovská skořápka nebo prstenec prachu obklopující planetu, pravděpodobně v důsledku srážky.
Zadruhé, oběžná dráha Fomalhaut b se zdála být velmi excentrická (0,8 ± 0,1), která se odhaduje na průměrnou vzdálenost 290 AU (43,5 miliardy km; 27 miliard mi) v aféliu a 49,5 AU (7,4 miliardy km; 4,6 miliard mil) v perihéliu. Bylo to však zjevné mizení a postupné vyblednutí naznačené vHubblearchivní data, která tvořila poslední hřebík do rakve.
Vezmeme-li v úvahu všechna dostupná data, Gáspár a Rieke se domnívají, že k této kolizi pravděpodobně došlo nedlouho před prvním pozorováním v roce 2004. Dále předpokládají, že hustota mraku a velikost jeho částic – kolem 1 velikost mikronů (1/1000 milimetru) – klesly podHubbles práh detekce.
Spojením pozdějších pozorování trajektorie Fomalhaut b s dřívějšími daty se Gáspár a Reike mohli dozvědět více o cestě, kterou se planeta ubírá. Na základě toho, co našli, se odvážili, že Fomalhaut b může být na únikové cestě a ne na eliptické dráze kolem své hvězdy (jak je tomu u planet).
Umělcův dojem exoplanety a trosek krouží kolem Fomalhautu. Kredit: NASA
Jak vysvětlil Gáspár, dodává to další váhu teorii, že to, co bylo pozorováno kolem Fomalhaut b, byly úlomky související s kolizí:
„Na takovou trajektorii by se umístil nedávno vytvořený masivní prachový mrak, který zažívá značné radiační síly centrální hvězdy Fomalhaut. Náš model je přirozeně schopen vysvětlit všechny nezávislé pozorovatelné parametry systému: rychlost jeho expanze, jeho slábnutí a jeho trajektorii.“
V blízké budoucnosti bude Fomalhaut blíže zkoumán Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), která bude věnovat čas pozorování během prvního roku svého vědeckého provozu. Gáspár, Rieke a členové jejich rozšířeného týmu budou data, která JWST získá, používat k přímému zobrazení vnitřních teplých oblastí systému.
To astronomům poprvé umožní prostorově rozlišit složku pásu asteroidů v extrasolárním planetárním systému. Tým bude také hledat exoplanety v okolí Fomalhautu, které by mohly být zodpovědné za gravitační tvarování vnějšího disku. Nakonec plánují analyzovat tento disk, aby určili jeho chemické složení.
Studiem systémů jako Fomalhaut, které se vyznačují prstenci trosek a planetesimálami, se astronomové účinně dívají zpět v čase, jak naše Sluneční soustava vypadala před miliardami let. To nám zase může hodně napovědět o tom, jak se planetární systémy formují a vyvíjejí v průběhu času.
Další čtení: Hubblesite.org , PNAS