A már 14 éve a Föld körül keringő Hubble-űrtávcső eddig is temérdek hasznos adatot és lenyűgöző felvételeket szolgáltatott a csillagászok számára. Most minden korábbinál részletesebb képet készített egy olyan fényes porkorongról, amely egy fiatal, Naphoz hasonló csillag körül helyezkedik el. A több mint egy éve indított Spitzer-űrtávcső pedig elsőként fedezett fel olyan idősebb, Naphoz hasonló csillagok körül porkorongokat, amelyekről földi, közvetett mérésekkel már kimutatták, hogy bolygókkal rendelkeznek.
A két űrtávcső segítségével a bolygórendszerek különböző fejlődési állapotaiba nyerünk közvetlen bepillantást. A Hubble felvételén minden bizonnyal egy születőfélben lévő bolygórendszer látható, ahol a csillagkeletkezés folyamata során visszamaradt és a fiatal csillag körül korongba rendeződött poranyagot látjuk. Ehhez hasonló lehetett a Naprendszer mintegy 5 milliárd évvel ezelőtt. A Spitzer felvételei azonban kifejlett rendszereket mutatnak, amelyekben csupán a bolygók kialakulása után visszamaradt törmelékanyagból álló korongokat látjuk - hasonlókat, mint a Kuiper-öv a Naprendszerben, amely a Neptunuszon túl keringő kisebb-nagyobb égitestekből, a bolygóképződés "maradék anyagából" áll.
A Hubble által megfigyelt, tőlünk mintegy 88 fényévnyi távolságban lévő HD 107146 jelű csillag meglehetősen fiatal, csupán 50-250 millió éves. A porkorong belső részén egy vékony rést észleltek, amely egy éppen kialakuló bolygó ujjlenyomatát jelentheti. Jelenlegi elképzeléseink szerint a bolygók kialakulása a csillagok születésekor visszamaradó porkorong anyagának véletlenszerű ütközéseivel kezdődik, majd a gravitációs hatások veszik át a vezető szerepet. Az így létrejövő fiatal bolygócsíra gravitációs hatása megtisztítja maga körül a porkorongot, amelyben ezáltal jól kivehető rés nyílik. Ugyanez a jelenség egy másik csillag, a Hubble által szintén lefényképezett AU Microscopii körül is megfigyelhető (ez az apró vörös törpe mintegy 12 millió éves és 32 fényév távolságban található).
Egy fejlett bolygórendszer (fantáziarajz). A bolygók övezetén túl a bolygóképződés maradék anyaga egy törmelékgyűrűt alkot. A Naprendszerben ezt Kuiper-övnek nevezik (kép: NASA)
A Hubble-űrtávcsővel megfigyelt fiatal csillag körül valószínűleg még csak gázbolygók alakulhattak ki, kőzetbolygók helyett pedig még csak por és törmelékanyag lehet jelen. Ezzel szemben az idősebb csillagok körül kevesebb poranyag található, így körülöttük tízszer vagy akár százszor is vékonyabb lehet a porkorong, amit sokkal nehezebb észlelni.
A porra "érzékeny" Spitzer-űrtávcsővel most 26 olyan, 50-160 fényév távolságban fekvő, Napunkhoz hasonló típusú és korú csillagot figyeltek meg, amelyek körül korábbi földi megfigyelések bolygókísérők jelenlétét mutatták ki. A Spitzer érzékeny infravörös detektoraival sikerült ezek közül hat esetben a mi Naprendszerünkben található Kuiper-övhöz hasonló porkorongot kimutatni. Ezek a csillag körüli porgyűrűk mintegy ezerszer halványabbak annál, amelyet a Hubble-űrtávcső fényképezett le, de a szakemberek becslései szerint még így is százszor fényesebbek a Kuiper-öv fényességénél.
Törmelékgyűrű két csillag körül
|
Törmelékgyűrű két csillag körül
|
|
|
|
A Hubble-űrteleszkóppal két közeli csillag körül olyan törmelékgyűrűt azonosítottak, amelyek a Naprendszerben a Neptunuszon túl húzódó Kuiper-övre emlékeztetnek. | |
A Hubble-űrteleszkóppal 2002. és 2004 között 22 közeli csillag körül kerestek bolygórendszert a vizuális tartományban. Paul Kalas (University of California, Berkeley) sikeresen azonosított is a Naprendszerben megfigyelhető, Kuiper-övre emlékeztető korongokat két égitest körül.
Saját Naprendszerünkkel együtt így nyolcra emelkedett azon fősorozati csillagok száma, amelyek körül ilyen képződményt az optikai tartományban sikerült megörökíteni. Ezeket a korongokat korábban az infravörös tartományban azonosították, ott is főleg közvetett úton: több mint 100 csillag irányából észleltek már olyan infravörös többletsugárzást, ami az adott csillagok körüli porkorongtól származhat.
A Hubble-űrteleszkóppal most vizsgált két égitest egyike, a HD 53143, amely a Napnál alig kisebb tömegű, K színképtípusú, közel egymilliárd éves csillag. Viszonylag kiterjedt anyagkorong övezi, amely az elsőként felfedezett ilyen objektumhoz, a Beta Pictoris korongjához hasonlít. A második célpont, a HD 139664 szintén a Naphoz hasonló, mintegy 300 millió éves, F színképtípusú csillag. Itt a törmelékgyűrű belső pereme 60 Cs.E.-nél húzódik a csillagtól, maximális sűrűségét 83 Cs.E.-nél éri el, külső és éles pereme pedig 109 Cs.E.-nél található. Ez a két objektum a legidősebb Kuiper-övre emlékeztető korong, amit más csillagok körül találtunk. (Cs.E.: csillagászati egység - a csillagászatban viszonylag kis távolságokra használt mértékegység, amely a közepes Nap-Föld távolságnak felel meg - kb. 150 millió km.)
Az új felfedezésekkel együtt, az eddig azonosított hét ilyen korong két csoportba sorolható. Az egyik csoport korongjai általában kb. 50 Cs.E. szélességűek, és külső peremükön fokozatosan halványodnak el. A másik csoportba keskenyebb korongok tartoznak, ezek anyaga központi csillaguktól 20 és 30 Cs.E. között található, és éles a külső határuk. A Naprendszerben megfigyelt Kuiper-öv térbeli eloszlása a második csoportéra emlékeztet, bár nálunk kérdéses, hogy mennyire éles a zóna külső elvégződése. Sajnos a saját Kuiper-övünket nem könnyű megfigyelni, itt ugyanis csak a nagyobb objektumokat látjuk, a távoli csillagok körül azonban a finom port tudjuk azonosítani.
A most azonosított két korong a Hubble-űrteleszkóp felvételein (fotó: NASA, ESA - P. Kalas (University of California, Berkeley))
Az eddig megfigyelt korongok általános jellemzője egy belső, anyagszegény zóna, ahonnan feltehetőleg az ott található bolygók kisöpörték a törmeléket. Azoknál a korongoknál, amelyeknek külső pereme is éles, szintén valamilyen égitest, pl. a főcsillagnak egy törpecsillag vagy barna törpe kísérője szórhatta ki az anyagot. A rendszer kialakulása során elméletileg egy közelben elhaladó égitest gravitációs hatása is "levághatja" a korong peremét, de ahhoz, hogy a külső perem tartósan is éles maradjon, egy hozzá közel keringő planétára vagy törpecsillagra van szükség. | |