Научно тачан модел Бета Пицторис-а и његовог диска. Кликните за увећање
Дискови гаса и прашине који окружују новорођене звезде познати су као протопланетарни дискови; за које се мисли да су региони у којима ће се планете на крају формирати. Ови дискови нестају како звезде сазревају, али неке звезде се још увек могу видети са облаком материјала око себе који се назива крхотинама дискова. Један од најпознатијих од њих је диск који окружује Бета Пицторис, а који се налази само 60 светлосних година.
Планете се формирају у дисковима гаса и прашине који окружују новонастале звезде. Такви се дискови називају протопланетарни дискови. Прашина на овим дисковима постаје каменита планета попут Земље и унутрашња језгра џиновских планета гаса попут Сатурна. Ова прашина је такође складиште елемената који чине основу живота.
Протопланетарни дискови нестају како звезде сазревају, али многе звезде имају оно што се назива отпадни дискови. Астрономи претпостављају да када се предмети као што су астероиди и комете роде из протопланетарног диска, судари међу њима могу произвести секундарни диск прашине.
Најпознатији пример таквих дискова за прашину је онај који окружује другу најсјајнију звезду у сазвежђу Пицтор, што значи „сликарски фармер“. Ова звезда, позната као Бета Пицторис или Бета Пиц, веома је блиска сунцева Сунца, удаљена је само шездесет светлосних година, и зато је лако детаљно проучити.
Бета Пиц је двоструко светлија од Сунца, али светлост са диска је много слабија. Астрономи Смитх и Терриле су први открили ту слабу светлост 1984. године блокирајући светлост саме звезде користећи технику која се зове коронаграфија. Од тада, многи астрономи су посматрали Бета Пиц диск користећи све боље инструменте и телескопе из земаљских и свемирских просторија да би детаљно разумели место рођења планета, а самим тим и живот.
Тим астронома са Националног астрономског опсерваторија у Јапану, Универзитета Нагоиа и универзитета Хоккаидо први пут је комбиновао неколико технологија како би добили инфрацрвену поларизацијску слику Бета Пиц диска са бољом резолуцијом и већим контрастом него икада раније: велики телескопски отвор бленде ( телескоп Субару, са својим великим 8,2 метра примарним огледалом), адаптивном оптичком технологијом и коронаграфским уређајем за снимање светлости различитих поларизација (Субаруов коронаграф са оптичком оптиком, ЦИАО).
Велики телескоп бленде, посебно са Субаруовим одличним квалитетом снимања, омогућава слабашно светло да се види при високој резолуцији. Технологија адаптивне оптике смањује утицај Земљине атмосфере на изобличавање светлости, омогућавајући запажања веће резолуције. Коронаграфија је техника за блокирање светлости са светлог објекта као што је звезда, како би се видели слабији предмети у близини, попут планета и прашине који окружују звезду. Посматрајући поларизовану светлост, рефлектована светлост се може разликовати од светлости која долази директно из њеног изворног извора. Поларизација такође садржи информације о величини, облику и поравнању светлости која одбија прашину.
Помоћу ове комбинације технологија, тим је успео да посматра Бета Пиц у инфрацрвеном светлу два микрометра у таласној дужини у резолуцији петине лучне секунде. Ова резолуција одговара могућности појединачног зрна риже са једне миље или сенфа од километраже. Постизање ове резолуције представља огромно побољшање у односу на упоредна претходна полариметријска запажања из деведесетих која су имала резолуцију од око годину и по арцсекунди.
Нови резултати снажно указују на то да диск Бета Пиц-а садржи планетеималс, астероидне или кометне предмете који се сударају како би се створила прашина која рефлектује звездану светлост.
Поларизација светлости која се одбија од диска може открити физичка својства диска као што су састав, величина и дистрибуција. Слика светла таласне светлости два микрометра показује дугу танку структуру диска која се види готово на ивици. Поларизација светлости показује да је десет процената светлости два микрометра поларизовано. Образац поларизације указује да је светлост одраз светлости која је настала од централне звезде.
Анализа начина на који се светлина диска мења на удаљености од средишње показује постепено смањивање светлине са малим осцилацијама. Блага осцилација светлине одговара варијацијама у густини диска. Највјероватније објашњење је да гушће регије одговарају мјесту гдје се сударају планетесималисти. Сличне структуре виђене су ближе звезди у ранијим опажањима на већим таласним дужинама помоћу Субаруовог охлађеног инфрацрвеног фотоапарата и спектрографа (ЦОМИЦС) и других инструмената.
Слична анализа како се количина поларизације мења са удаљености од звезде показује смањење поларизације на удаљености од сто астрономских јединица (астрономска јединица је удаљеност између Земље и Сунца). То одговара локацији на којој светлина такође опада, што сугерише да на овој удаљености од звезде има мање планетесималс.
Док је тим истраживао моделе Бета Пиц диска који могу објаснити и нова и стара запажања, открили су да је прашина на диску Бета Пиц-а више од десет пута већа од типичних зрна међузвезданог прашине. Диск за прашину Бета Пицс вероватно је направљен од лабавих гомила прашине и леда попут ситних зечица величине бактерија.
Заједно, ови резултати пружају врло јаке доказе да је диск који окружује Бета Пиц настао формирањем и сударом планетесималиста. Ниво детаља ове нове информације учвршћује наше разумевање окружења у коме се планете формирају и развијају.
Мотохиде Тамура која води тим каже да је „мало људи било у стању да проуче место рођења планета посматрајући поларизовану светлост великим телескопом. Наши резултати показују да је ово врло користан приступ. Планирамо да проширимо своје истраживање на друге дискове, како бисмо добили свеобухватну слику о томе како се прашина претвара у планете. “
Ови резултати објављени су у издању Астрофизичког часописа 20. априла 2006.
Чланови тима: Мотохиде Тамура, Хиросхи Суто, Лиу Абе (НАОЈ), Мисато Фукагава (Универзитет Нагоиа, Калифорнијски технолошки институт), Хиросхи Кимура, Тетсуо Иамамото (Университи оф Хоккаидо)
Ово истраживање подржало је Министарство образовања, културе, спорта, науке и технологије у Јапану путем грантова за научно истраживање приоритетних подручја за „Развој ван-соларне планетарне науке“.
Изворни извор: НАОЈ Невс Релеасе
