Läheisessä Fomalhaut-tähtiä ympäröivässä kapeassa, pölyisessä levyssä voi tapahtua hullua toimintaa. Mutta jotta saataisiin aikaan Fomalhautin ympärillä näkyvä määrä pölyä ja roskia, joudutaan törmäyksiin tuhoamaan tuhansia jäisiä komeeteita päivittäin.
"Olin todella yllättynyt", sanoi Bram Acke, joka johti ryhmää Herschelin havaintoihin. "Minulle tämä oli erittäin suuri määrä."
Fomalhaut on nuori tähti, vain muutama sata miljoonaa vuotta vanha, noin 25,1 valovuoden päässä ja kaksi kertaa niin massiivinen kuin aurinko. Se on Piscis Austrinus -yhdistelmän kirkkain tähti ja yksi taivaamme kirkkaimmista tähdistä, näkyy eteläisellä taivaalla pohjoisella pallonpuoliskolla syksyllä ja alkutalvi-iltoina.
Fomalhautin toroidinen pölyvyö löydettiin 1980-luvulla IRAS-satelliitin avulla. Hubble-avaruusteleskooppi on katsonut sitä useita kertoja, mutta Herschelin uudet kuvat vyöstä osoittavat sen paljon yksityiskohtaisemmin kauko-infrapuna-aallonpituuksilla kuin koskaan ennen.
Levyn kapeiden ja epäsymmetristen ominaisuuksien uskotaan johtuvan mahdollisesta planeetan painovoimasta kiertoradalla tähden ympärillä, mutta planeetan olemassaoloa tutkitaan edelleen.
Acke, Leuvenin yliopistosta Belgiasta, ja hänen tiiminsä kollegoiden kanssa analysoivat Herschelin havaintoja ja löysivät hihnan pölylämpötilat välillä –230–170 astetta C, ja koska Fomalhaut on hieman keskustan ulkopuolella ja lähempänä eteläistä vyön puolella eteläinen puoli on lämpimämpi ja kirkkaampi kuin pohjoinen.
Nämä havainnot keräsivät tähtivalon, joka sirotti hihnan jyvät, ja osoitti sen olevan hyvin heikko Hubblen näkyvissä aallonpituuksissa, mikä viittaa siihen, että pölyhiukkaset ovat suhteellisen suuria. Mutta se näyttää olevan ristiriidassa hihnan lämpötilan kanssa, jonka Herschel mittasi kauko-infrapunassa.
Vaikka havainnot Hubblen kanssa ehdottivat, että pölylevyn rakeet olisivat suhteellisen suuria, Herschelin tiedot osoittavat, että hihnan pölyllä on pienten kiinteiden hiukkasten lämpöominaisuudet, joiden koko on vain muutama miljoonasosa metriä. HST-havainnot ehdottivat yli kymmenen kertaa suurempia kiinteitä jyviä.
Paradoksin ratkaisemiseksi Acke ja kollegat ehdottavat, että pölyjyvien on oltava suuria pörröisiä aggregaatteja, samanlaisia kuin komeetat vapauttavat pölyhiukkaset omassa aurinkokunnassamme. Niillä olisi sekä oikeat lämpö- että sirontaominaisuudet.
Tämä johtaa kuitenkin toiseen ongelmaan.
Fomalhautin kirkkaan tähtivalon tulisi puhalla pienet pölyhiukkaset hihnasta erittäin nopeasti, mutta tällaisia jyviä näyttää olevan siellä runsaasti.
Joten, ainoa tapa selittää ristiriita on hihnavarauksen lisääminen Fomalhautin ympärillä kiertoradalla olevien suurten esineiden jatkuvien törmäysten kautta, jolloin syntyy uutta pölyä.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun todisteita komeettisista törmäyksistä on nähty toisen tähden ympärillä. Viime vuonna Spitzerin avaruusteleskooppia käyttävät tähtitieteilijät havaitsivat aktiivisuutta, joka muistutti "raskaan pommituksen" tyyppistä tapahtumaa, jossa ulkoisen aurinkokunnan jäiset elimet pumppaavat kallioisia maailmoja lähempänä tähtiä.
Fomalhautissa vyön ylläpitämiseksi törmäystenopeuden on kuitenkin oltava huomattava: joka päivä vastaa joko kahta 10 km: n komeetta tai 2 000 1 km: n komeetta, joka on murskattava kokonaan pieniksi, pörröisiksi pölyhiukkasiksi.
Jotta törmäysaste pysyisi niin korkeana, tutkijoiden mukaan vyöllä on oltava 260 miljardista 83 miljardiin komeettaan niiden koosta riippuen. Tämä ei ole käsittämätöntä, tiimi sanoo, koska omassa aurinkokunnassamme on samanlainen määrä komeettoja Oort-pilvissään, joka muodostuu esineistä, jotka ovat sironneet Auringon ympäröivältä levyltä, kun se oli niin nuori kuin Fomalhaut.
"Nämä kauniit Herschel-kuvat ovat tarjonneet tärkeätä tietoa Fomalhautin ympärillä olevan pölyhihnan luonteen mallinntamiseksi", kertoi Göran Pilbratt, ESA Herschel -projektitutkija.
Lähde: ESA
