Lefényképezték a korai Naprendszer hasonmását

203

A University of Arizona kutatói – köztük honfitársunk, Balog Zoltán – két porgyűrűt és egy nagy, kiterjedt porburkot fedeztek fel egy fiatal csillag körül. Így nézhetett ki a Naprendszerünk is közvetlenül a születése után.

A Kate Su (University of Arizona) által vezetett kutatócsoport a NASA Spitzer-űrtávcsövével és az ESA Herschel-űrteleszkópjával rögzített infravörös észlelések és számítógépes szimulációk kombinálásával fedezte fel, hogy a HD 95086 fiatal csillag körül két porgyűrű is elhelyezkedik, az egész rendszer pedig egy kiterjedt porburokba ágyazódik. A porgyűrűk a Naprendszer kisbolygó- és Kuiper-övének feleltethetők meg, a nagy burok pedig a fiatal, formálódó bolygórendszerek sajátossága. A kutatók szerint így nézhetett ki a Naprendszer is nem sokkal csillagunk születése után.

20141111_lefenykepeztek_a_korai_naprendszer_hasonmasat_1
A Herschel-űrtávcső felvétele a HD 95086 jelű fiatal csillagról, amely körül két porgyűrű és egy kiterjedt porburok is található. (Su et al., 2014)

Hasonló porszerkezetet figyeltek meg egy másik, valamivel idősebb csillag, a HR 8799 körül is. Ez arról nevezetes, hogy az első, amelynek négy bolygóját is sikerült közvetlenül lefényképezni, a planéták maguk pedig a két porgyűrű közötti résben keringenek a csillag körül. Gyakran a korai Naprendszer – nagyobb – megfelelőjeként is szokták emlegetni. Az, hogy találtak egy újabb, a HR 8799-hez nagyon hasonló rendszert, azt sugallja, hogy létezhet egy olyan modell, amely egységesen írja le a bolygórendszerek kialakulását és fejlődését. Koruk 10 és 90 millió év közötti, a kutatók szerint éppen abban a periódusban járnak, amikor az elképzelések alapján a Naprendszerben a Nap születése után 10-20 millió évvel kialakultak a földtípusú bolygók, az óriásbolygók pedig elfoglalták a végső helyüket.

Az infravörös megfigyelések és számítógépes szimulációk összevetése alapján mindkét csillag körül található egy hatalmas, finom porból álló haló is, ami arra utal, hogy a Kuiper-övhöz hasonló régióikban nagyon intenzív ütközési folyamatok zajlanak, amelyek a port termelik. A modellek alapján ilyen típusú aktivitás várható azokban a rendszerekben, amelyek dinamikáját gáz- vagy jégóriások határozzák meg. A HD 95086 és a HR 8799 meleg és hideg porgyűrűi közötti nagy rés, illetve más közeli, de idősebb rendszerek kettős porkorongjai (például Vega, Fomaulhaut) a kutatók szerint azt sejtetik, hogy ezekben vannak még felfedezésre váró bolygók.

20141111_lefenykepeztek_a_korai_naprendszer_hasonmasat_2
A HD 95086 rendszerének sematikus ábrája. A belső, melegebb porgyűrűt egy nagy rés választja el a külső, hidegebb gyűrűtől, az egész rendszert pedig egy kiterjedt, finom porból álló haló övezi. (NASA/JPL-Caltech)

Su szerint a HD 95086 rendszerében legalább egy, körülbelül 5 jupitertömegnyi bolygó kering a külső, hidegebb porgyűrű belső határa közelében a két gyűrű közötti résben. A két csillag rendszere nagyon hasonló, annyi eltéréssel, hogy a HD 95086 körül több a por, ami a bolygókeletkezési elméletek alapján azt jelenti, hogy valószínűleg ez a csillag a fiatalabb.

20141111_lefenykepeztek_a_korai_naprendszer_hasonmasat_3
HR 8799 rendszere nagyon hasonlít az HD 95086 rendszeréhez, de itt bizonyítottan legalább négy óriásbolygó kering a porgyűrűk közötti résben. (NASA/JPL-Caltech)

Sarah Morrison (University of Arizona), a számítógépes szimulációkat végző PhD-hallgató szerint a rés mérete miatt egészen biztosan kell még lennie bolygónak a HD 95086 rendszerében. Morrison megpróbálta meghatározni, hogy hány további bolygó keringhet még a résben, mekkora lehet ezek tömege és pontosan hol húzódhatnak a pályáik. Ezen adatok ismerete sokat segíthet azoknak, akik közvetlen felvételt szeretnének készíteni róluk.

20141111_lefenykepeztek_a_korai_naprendszer_hasonmasat_4
A HD 95086 lehetséges bolygóinak tömegei és elhelyezkedésük a porgyűrűkhöz viszonyítva, összevetve a megfelelően felskálázott Naprendszerrel. A fekete pontok az ismert bolygókat jelzik, a vörösek a szürke “hibasávokkal” pedig az mutatják, hogy hol lehetnek adott jupitertömegű, egyelőre még fel nem fedezett bolygók. (Sarah Morrison)

Renu Malhotra (University of Arizona) összegzése szerint a két csillag abban a fejlődési szakaszban van, amelyről úgy gondoljuk, hogy ebben a periódusban a fiatal Naprendszerben izgalmas dolgok történtek, például a Holdunk kialakulása vagy a késői nagy bombázás. Az itt megfigyelt folyamatok a Naprendszerben végzett észlelésekkel összekapcsolva érdekes információkkal szolgálhatnak saját bolygórendszerünk történetéről. Az egyik legfontosabb megválaszolandó kérdés, hogy a Naprendszerben miért ilyen nagyok a rések, az üres terek a bolygópályák között. Azt már tudjuk, hogy hosszú idő alatt a bolygók gravitációs hatása kisöpörheti a törmeléket, a HR 8799 és a HD 95086 azonban “közvetlen” lehetőséget nyújthat azon dinamikai folyamatok tanulmányozására, amelyek évmilliárdokkal ezelőtt a Naprendszert a mai képére formálták.

20141111_lefenykepeztek_a_korai_naprendszer_hasonmasat_5
A HD 95086 rendszerének keresztmetszeti rajza, megjelölve a lehetséges bolygókat, illetve a Kuiper-övhöz hasonló porgyűrűt. (Kate Su)

Az eredményeket részletező előadás az Amerikai Csillagászati Társaság (American Astronomical Society, AAS) bolygótudományi divíziójának (Division for Planetary Science) az arizonai Tucsonban zajló konferenciáján hangzott el.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás