Pomoću NASA-inog svemirskog teleskopa Hubble astronomi su dovršili najveće i najosjetljivije istraživanje vidljivog svjetla na krhotinama diskova oko obližnjih zvijezda. Ovi prašnjavi diskovi, vjerojatno nastali sudarima ostataka objekata od formiranja planeta, slikani su oko zvijezda starih čak 10 milijuna godina i zrelih više od milijardu godina.
Istraživanje su proveli astronomi iz NASA-inog svemirskog centra Goddard uz pomoć Opservatorije Stjuarda Sveučilišta u Arizoni. Anketu je vodio Glenn Schneider, čiji su se rezultati pojavili u izdanju 1. Listopada 2014 The Astronomical Journal.
"Otkrivamo kako sustavi nisu jednostavno ravni s jednoličnim površinama", rekao je Schneider. "To su zapravo prilično komplicirani trodimenzionalni sustav krhotina, često s ugrađenim manjim strukturama. Neke od potkonstrukcija mogle bi biti putokazi nevidjenih planeta. "
Osim što smo naučili mnogo o krhotinama polja koja okružuju susjedne zvijezde, studija je pružila priliku da saznamo više o formiranju vlastitog Sunčevog sustava.
"To je poput gledanja unatrag da vidimo vrste destruktivnih događaja koji su se nekada rutinski događali u našem Sunčevom sustavu nakon formiranja planeta", rekao je Schneider.
Kad se jednom smatralo plosnatim diskovima, studija je otkrila neočekivanu raznolikost i složenost prašnjavih građevina krhotina koje okružuju promatrane zvijezde. To snažno sugerira da na njih gravitaciono djeluju nevidljivi planeti koji kruže oko zvijezde.
Alternativno, ti bi efekti mogli biti posljedica prolaska zvijezda kroz međuzvjezdani prostor. Osim toga, istraživači su otkrili da niti jedan "disk" materijala koji okružuju zvijezde nisu slični.
Astronomi su upotrijebili Hubbleov spektrograf za snimanje svemirskog teleskopa kako bi proučili 10 prethodno otkrivenih krhotinskih sustava krhotina, plus MP Mus, zreli protoplanetarni disk koji je u dobi može da se usporedi s najmlađim diskovima.
Nepravilnosti koje su posebno primijećene u jednom prstenastom sustavu (oko HD 181327) nalikuju izbacivanju ogromnog raspršivanja krhotina u vanjski dio sustava uslijed nedavnog sudara dvaju tijela.
"Ovaj sprej materijala prilično je udaljen od zvijezde domaćina - otprilike dvostruko više od Plutona od Sunca", rekao je Christopher Stark iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard, Greenbelt, Maryland. "Katastrofalno uništenje predmeta koji je tako velik na tako velikoj udaljenosti teško je objasniti, a to bi trebalo biti vrlo rijetko. Ako zapravo vidimo nedavne posljedice velikog sudara, nevidljivi planetarni sustav može biti prilično kaotičan. "
Drugo tumačenje nepravilnosti je ta što je disk misteriozno iskrivljen prolaskom zvijezde kroz međuzvjezdani prostor, izravno u interakciji s neviđenim međuzvjezdanim materijalom. "Bilo kako bilo, odgovor je uzbudljiv", rekao je Schneider. "Naš tim trenutno analizira praćenja koja će pomoći u otkrivanju pravog uzroka nepravilnosti."
Tijekom posljednjih nekoliko godina astronomi su otkrili nevjerojatnu raznolikost u arhitekturi egzoplanetarnih sustava. Na primjer, otkrili su da su planeti raspoređeni u orbiti koja je znatno drugačija nego u našem Sunčevom sustavu.
"Sada vidimo sličnu raznolikost u arhitekturi pratećih sustava otpada", rekao je Schneider. "Kako planeti utječu na diskove i kako diskovi utječu na planete? Postoji neka vrsta međuovisnosti između planeta i pripadajućih krhotina koje bi mogle utjecati na evoluciju ovih egzoplanetarnih krhotina. "
Iz ovog malog uzorka, najvažnija poruka koju treba oduzeti je različitost, rekao je Schneider. Dodao je da astronomi doista trebaju razumjeti unutarnje i vanjske utjecaje na ove sustave - poput zvjezdanih vjetrova i interakcije s oblacima međuzvezdanog materijala - te kako na njih utječu masa i starost matične zvijezde, te obilje težih elemenata potreban za izgradnju planeta.
Iako su astronomi pronašli gotovo 4.000 kandidata za egzoplanetu od 1995. godine, uglavnom metodom neizravnog otkrivanja, samo je u tom istom vremenskom razdoblju zabilježeno oko dva desetaka sustava raspršivanja svjetlosti, okoloočnog krhotina.
To je zato što su diskovi obično 100.000 puta blizakji od (i često vrlo bliskih) svojih sjajnih matičnih zvijezda. Većina je viđena zbog sposobnosti Hubblea da izvodi snimke visokog kontrasta, pri čemu je preplavljujuća svjetlost zvijezde blokirana da otkriva slab disk koji okružuje zvijezdu.
Novo istraživanje imaga daje i uvid u to kako se naš sunčev sustav formirao i razvijao prije 4,6 milijardi godina. Konkretno, sumnja na sudar planeta viđen na disku oko HD 181327 može biti slična načinu na koji se formirao sustav Zemlja-Mjesec, kao i sustav Pluton-Charon prije više od 4 milijarde godina. U tim slučajevima, sudari između tijela veličine planeta bacali su krhotine koje su se nakon toga stapale u Mjesec pratitelja.
