ALMA odkryła zimny pył wokół najbliższej gwiazdy
Dodane przez jacek dnia 04/11/2017 16:31:52
slowaKluczowe Artist's impression of the dust belts around Proxima Centauri
This artist's impression shows how the newly discovered belts of dust around the closest star to the Solar System, Proxima Centauri, may look. ALMA observations revealed the glow coming from cold dust in a region between one to four times as far from Proxima Centauri as the Earth is from the Sun. The data also hint at the presence of an even cooler outer dust belt and indicate the presence of an elaborate planetary system. These structures are similar to the much larger belts in the Solar System and are also expected to be made from particles of rock and ice that failed to form planets.
Note that this sketch is not to scale -to make Proxima b clearly visible it has been shown further from the star and larger than it is in reality.
Źródło: ESO/M. Kornmesser
Obserwatorium ALMA w Chile wykryło pył wokół Proximy Centauri, najbliższej gwiazdy względem Układu Słonecznego. Nowe obserwacje ujawniły świecenie od zimnego pyłu w obszarze pomiędzy odległościami od Proximy Centauri do jednej do czterech odległości Ziemi od Słońca. Dane wskazują także na występowanie jeszcze chłodniejszego zewnętrznego pasa złożonego z pyłu i mogą sugerować istnienie rozwiniętego systemu planetarnego. Struktury te są podobne do znacznie większych pasów w Układzie Słonecznym. Naukowcy sądzą, że są zbudowane z cząstek skalistych i lodowych, którym nie udało się uformować planet.
Treść rozszerzona

Proxima Centauri jest najbliższą gwiazdą względem Słońca. Jest to słaby czerwony karzeł położony zaledwie cztery lata świetlne od nas w kierunku południowego gwiazdozbioru Centaura. Okrąża go planeta o wielkości i temperaturze Ziemi, Proxima b, odkryta w 2016 roku, najbliższa planeta względem Układu Słonecznego. Ale w systemie znajduje się coś więcej niż tylko pojedyncza planeta. Nowe obserwacje ALMA pokazały emisję od obłoków zimnego kosmicznego pyłu otaczającego gwiazdę.

Pierwszy autor nowych badań, Guillem Anglada [1], z Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada, Hiszpania, wyjaśnia ich znaczenie: "Pył wokół Proximy jest ważny, ponieważ po odkryciu planety typu ziemskiego Proxima b, jest pierwszym wskaźnikiem występowania bardziej złożonego systemu planetarnego, a nie tylko pojedynczej planety, wokół najbliższej względem Słońca gwiazdy."

Pyłowe pasy są pozostałościami materii, która nie uformowała się w większe ciała, takie jak planety. Skalne i lodowe elementy tych pasów różnią się rozmiarami, od najdrobniejszych ziaren pyłu, mniejszych niż milimetr średnicy, po ciała podobne do planetoid o średnicach wielu kilometrów [2].

slowaKluczowe Położenie Proximy Centauri na niebie południowym
Zdjęcie łączy widok nieba południowego nad 3,6-metrowym teleskopem w Obserwatorium La Silla w Chile z fotografiami gwiazdy Proxima Centauri (poniżej, na prawo) i gwiazdy podwójnej Alfa Centauri AB (poniżej, po lewej) z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Proxima Centauri jest najbliższą gwiazdą względem Układu Słonecznego i jest okrążana przez planetę o nazwie Proxima b, którą odkryto przy pomocy instrumentu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO.
Źródło:Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

Pył wydaje się znajdować w pasie, który rozciąga się kilkaset milionów kilometrów od Proximy Centauri i ma łączną masę około jednej setnej masy Ziemi. Szacowana temperatura pasa to około -230 stopni Celsjusza, czyli tyle ile w przypadku pasa Kuipera w zewnętrznym Układzie Słonecznym.

W danych z ALMA są także wskazówki dotyczące innego pasa, z jeszcze chłodniejszego pyłu, znajdującego się około dziesięciu razy dalej. Jeśli zostanie potwierdzony, to natura zewnętrznego pasa będzie intrygująca, z bardzo zimnym środowiskiem daleko od chłodniejszej i słabszej niż Słońce gwiazdy. Oba pasy znajdują się dużo dalej od Proximy Centauri niż planeta Proxima b, która krąży po orbicie oddalonej o zaledwie cztery miliony kilometrów od swojej gwiazdy [3].

Guillem Anglada wyjaśnia konsekwencje odkrycia: "Wyniki ten sugeruje, że Proxima Centauri może mieć system wieloplanetarny o bogatej historii oddziaływań, których wynikiem jest uformowanie się pasa pyłu. Dalsze badania mogą dostarczyć informacji o położeniach nie zidentyfikowanych jak na razie potencjalnych dodatkowych planet."

Układ planetarny Proxima Centauri jest szczególnie interesujący, ponieważ są plany - projekt Starshot - jego przyszłej bezpośredniej eksploracji przy pomocy mikropróbników zamontowanych na napędzanych laserem żaglach. Wiedza o pyłowym środowisku wokół gwiazdy jest kluczowa przy planowaniu takiej misji.

Współautor Pedro Amado, także z Instituto de Astrofísica de Andalucía, wyjaśnia, że obserwacje są dopiero początkiem: "Pierwsze wyniki pokazują, że ALMA może wykryć struktury pyłowe krążące wokół Proximy. Przyszłe obserwacje dadzą nam bardziej szczegółowy obraz systemu planetarnego Proximy. W połączeniu z badaniami dysków protoplanetarnych wokół młodych gwiazd, ujawnią wiele detali procesów, które doprowadziły do powstawania Ziemi w Układzie Słonecznym około 4,6 miliarda lat temu. TO co widzimy teraz jest zaledwie przedsmakiem w porównaniu do tego, co nas czeka!"

Uwagi

[1] W kosmicznym zbiegu okoliczności, pierwszy autor publikacji, Guillem Anglada ma takie samo imię i nazwisko, jak astronom, który kierował zespołem odkrywców Proximy Centauri b. Sam Guillem Anglada-Escudé jest współautorem publikacji, w której opisano wyniki badań, ale obaj panowie nie są spokrewnieni.

[2] Proxima Centauri jest dość starą gwiazdą, o wieku podobnym do Układu Słonecznego. Pyłowe pasy wokół niej są prawdopodobnie podobne do resztek pyłu w pasie Kuipera lub w pasie planetoid w Układzie Słonecznym oraz do pyłu, który wytwarza światło zodiakalne. Spektakularne dyski, których obrazy ALMA uzyskuje wokół innych, młodszych gwiazd, takich jak HL Tauri, zawierają znacznie więcej materiału, który jest w trakcie procesów formowania planet.

[3] Widoczny kształt bardzo słabego pasa zewnętrznego, jeśli zostanie potwierdzony, da astronomom sposób na oszacowanie nachylenia systemu planetarnego Proxima Centauri. Przy założeniu, że w rzeczywistości jest to okrągły pierścień, będzie wydawało się eliptyczne z powodu nachylenia. W efekcie pozwoli to na lepsze ustalenie określenie masy planety Proxima b, w przypadku której jak na razie znany jest tylko dolny limit.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. "ALMA Discovery of Dust Belts Around Proxima Centauri", Guillem Anglada et al., który ukaże się w Astrophysical Journal Letters.

Skład zespołu badawczego: Guillem Anglada (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada, Hiszpania [IAA-CSIC]), Pedro J. Amado (IAA-CSIC), Jose L. Ortiz (IAA-CSIC), José F. Gómez (IAA-CSIC), Enrique Macías (Boston University, Massachusetts, USA), Antxon Alberdi (IAA-CSIC), Mayra Osorio (IAA-CSIC), José L. Gómez (IAA-CSIC), Itziar de Gregorio-Monsalvo (ESO, Santiago, Chile; Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Miguel A. Pérez-Torres (IAA-CSIC; Universidad de Zaragoza, Zaragoza, Spain), Guillem Anglada-Escudé (Queen Mary University of London, Londyn, Wielka Brytania), Zaira M. Berdi'as (Universidad de Chile, Santiago, Chile; IAA-CSIC), James S. Jenkins (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Izaskun Jimenez-Serra (Queen Mary University of London, London, Wielka Brytania), Luisa M. Lara (IAA-CSIC), Maria J. López-González (IAA-CSIC), Manuel López-Puertas (IAA-CSIC), Nicolas Morales (IAA-CSIC), Ignasi Ribas (Institut de Ci'ncies de l'Espai, Barcelona, Hiszpania), Anita M. S. Richards (JBCA, University of Manchester, Manchester, Wielka Brytania), Cristina Rodríguez-López (IAA-CSIC) oraz Eloy Rodríguez (IAA-CSIC).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się "największym okiem świata na niebo".

Linki

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii