2014.11.07. - Állatövi fényt detektáltak kilenc közeli csillag körül

Az ESO VLTI interferométerével egy nemzetközi kutatócsoport nagy mennyiségű por által tükrözött ún. állatövi fényt detektált kilenc közeli csillag lakhatósági zónájának közelében.

Egy nemzetközi kutatócsoport az ESO VLT távcsőegyüttesét interferometrikus üzemmódban (VLTI) használva 92 csillagot vizsgált meg a közeli infravörös tartományban, állatövi fény nyomai után kutatva a csillagok lakhatósági zónáinak környezetében. A kutatók a PIONIER nevű műszert használták, amelynek segítségével vagy mind a négy segédteleszkópot (Auxiliary Telescope, AT) vagy mind a négy 8,2 méteres főtávcsövet (Unit Telescope, UT) össze lehet kapcsolni, nem csak nagyon nagy szögfelbontást, de nagy érzékenységet is elérve ezáltal. Az újakat korábbi, a CHARA optikai interferométerrel rögzített adatokkal kombinálva kilenc esetben sikerült is detektálni a meleg por által kibocsátott sugárzást vagy a porszemcsék által visszatükrözött csillagfényt. A jelenséget tehát már korábban is megfigyelték a Naprendszeren kívül, de ez az első szisztematikus, a közeli csillagok körüli állatövi fény vizsgálatát célzó felmérés.

Állatövi fény az ESO La Silla és La Paranal Obszervatóriumaiból fényképezve. Földünk sötét égboltú helyeiről nézve az állatövi fény halvány, diffúz, fehér fénylésként tűnik fel az éjszakai égbolton az esti szürkület után vagy hajnalban. Kicsiny porrészecskék okozzák, amint visszatükrözik a rájuk eső napfényt. A jelenség nem csak a Földről figyelhető meg, a Naprendszer minden részéből látható.
[ESO/Y. Beletsky]

A közeli csillagok körül most detektált fénylés a naprendszerbeli állatövi fénynek felel meg, de annál sokkal intenzívebb. A korábbi észlelésekkel ellentétben a por, ami okozza, nem a későbbi bolygókeletkezés alapanyaga, hanem néhány kilométer méretű kis égitestek, ún. planetezimálok ütközéseinek eredménye, amelyek hasonlóak a Naprendszer kisbolygóihoz és üstököseihez. Az állatövi fénynek saját bolygórendszerünkben is ilyen eredetű por az okozója. A kutatás vezetője, Steve Ertel (ESO, University of Grenoble) magyarázata szerint ha tanulmányozni szeretnénk a földszerű bolygók fejlődését a csillaguk lakhatósági zónájának közelében, akkor mindenképpen szükséges az állatövi por megfigyelése ezekben a régiókban, mivel így információhoz juthatunk bolygórendszer felépítéséről és fejlődéséről is.

A fényes központi égitest körüli halvány por sikeres detektálásához nagy felbontás és nagy kontraszt szükséges. Jelenleg az infravörös interferometria az egyetlen technika, amelynek segítségével ez lehetséges. A VLTI-ben és műszereiben rejlő lehetőségeket a végletekig kihasználva a csoportnak sikerült olyan méréseket végrehajtani, amelyek pontossága és érzékenysége tízszeresen haladja meg a jelenleg hozzáférhető bármely más műszeregyüttessel elérhető paramétereket. A csoport az 1,8 méteres segédteleszkópok által gyűjtött infravörös sugárzást vezette a VLTI-be. Ahol intenzív állatövi fényt tapasztaltak, ott minden esetben fel is tudták bontani a kiterjedt porkorongot és le tudták választani halvány fényét a csillag sokkal erősebb sugárzásáról. Melléktermékként a mintában szereplő nagy tömegű csillagok közül néhány esetben nem várt csillagkísérőt is felfedeztek. Az ezt tárgyaló párhuzamos cikk vezető szerzője, Lindsay Marion szerint az eredmény alapján valószínűleg felül kell vizsgálnunk azt is, hogy az ilyen csillagok közül valójában mennyi is a kettős.

Fantáziarajz arról, miként látszódna a Tejutat keresztező állatövi fény egy közeli csillag bolygójáról.
[ESO/L. Calçada]

Az állatövi porral övezett csillagok tulajdonságainak elemzése alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a legtöbb port az idősebb csillagok körül detektálták. Ez nagyon meglepő és kérdéseket vet fel a bolygórendszerekkel kapcsolatos ismereteinket illetően, ugyanis a planetezimálok ütközése által generált porkeletkezésnek idővel csökkennie kell, amint a kis égitestek a megsemmisülés miatt fogynak.

A vizsgált mintában 14 olyan csillag is van, amely körül korábban már bolygót is találtak. Közülük mindegyik abban a régióban járja körbe a csillagát, ahol az állatövi fényt okozó por is elhelyezkedik. A por sugárzása sajnos bonyolítja a planéták további tanulmányozását, mivel még a nagyon csekély intenzitású emisszió is megnehezíti a földszerű bolygók közvetlen fényképezését. A jelen felmérés során detektált állatövi fény intenzitása három nagyságrenddel nagyobb a naprendszerbeli sugárzásénál, így valószínű, hogy a kisebb, de a miénkét még mindig meghaladó intenzitást produkáló rendszerek jóval nagyobb számban léteznek, mint ami ebből a felmérésből következne. Ezek az észlelések tehát minden bizonnyal csak az első lépést jelentik az "exoállatövi fény" részletes tanulmányozásában.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• eso1435 - Science Release