Tähtitieteilijät ovat suorittaneet NASA: n Hubble-avaruusteleskoopin avulla suurimman ja herkimmän näkyvän valon kuvaustutkimuksen lähistöllä olevia tähtiä ympäröivistä roskalevyistä. Nämä pölyiset levyt, jotka todennäköisesti syntyivät planeetan muodostumisesta jääneiden esineiden välisissä törmäyksissä, kuvattiin tähtien ympärille, jotka olivat nuoria kuin 10 miljoonaa vuotta vanhoja ja kypsempiä kuin yli miljardi vuotta vanhoja.
Tutkimuksen toteuttivat NASA: n Goddard-avaruuskeskuksen tähtitieteilijät Arizonan yliopiston Steward-observatorion avulla. Tutkimusta johti Glenn Schneider, jonka tulokset ilmestyivät 1. lokakuuta 2014 julkaistussa lehdessä Tähtitieteellinen lehti.
"Me havaitsemme, että järjestelmät eivät ole vain litteitä tasaisilla pinnoilla", Schneider sanoi. ”Nämä ovat oikeastaan melko monimutkaisia kolmiulotteisia roskijärjestelmiä, joissa on usein upotettuja pienempiä rakenteita. Jotkut alirakenteet voivat olla merkkejä näkymättömille planeetoille. ”
Sen lisäksi, että opit paljon vierekkäisiä tähtiä ympäröivistä roskikentistä, tutkimus tarjosi myös mahdollisuuden oppia lisää oman aurinkokunnan järjestelmästä.
"Se on kuin ajalle taaksepäin nähdäksemme sellaisia tuhoisia tapahtumia, joita kerran tapahtui rutiininomaisesti aurinkokunnassamme planeettojen muodostumisen jälkeen", sanoi Schneider.
Kun tutkimusta pidettiin litteinä levyinä, se paljasti odottamattoman monimuotoisuuden ja monimutkaisuuden havaittuja tähtiä ympäröivissä pölyisissä roskarakenteissa. Tämä viittaa voimakkaasti tähtiin kiertäviin näkymättömiin planeettoihin, joihin he vaikuttavat painovoimaan.
Vaihtoehtoisesti nämä vaikutukset voivat johtua tähtien siirtymisestä tähtienvälisen avaruuden läpi. Lisäksi tutkijat havaitsivat, ettei kukaan tähtiä ympäröivästä materiaalista olevaa ”levyä” ollut samanlaisia.
Tähtitieteilijät käyttivät Hubblen avaruusteleskooppikuvausspektrografia tutkiakseen 10 aikaisemmin löydettyä ympyrälaitteista roskijärjestelmää sekä MP Mus: n, kypsän protoplanetaarisen levyn, joka on ikältään verrattavissa nuorimpaan roskikiekkoon.
Erityisesti yhdessä rengasmaisessa järjestelmässä (noin HD 181327) havaitut epäsäännöllisyydet muistuttavat valtavan määrän roskkasuihkun poistamista järjestelmän ulkopuolelle kahden kappaleen äskettäisestä törmäyksestä.
"Tämä materiaalisumu on melko kaukana isäntätähdestään - suunnilleen kaksinkertainen etäisyys, joka Pluuto on auringosta", sanoi tutkija Christopher Stark NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksesta, Greenbelt, Maryland. ”Tällaisen suuren matkan päässä massiivisen esineen tuhoaminen katastrofaalisesti on vaikea selittää, ja sen pitäisi olla hyvin harvinaista. Jos näemme tosiasiassa viimeaikaisen massiivisen törmäyksen jälkimainingeissa, näkymätön planeettajärjestelmä voi olla melko kaoottinen. "
Toinen tulkinta epäsäännöllisyyksille on, että levy on salaperäisesti vääntynyt sen tähden kulkiessa tähtienvälisessä tilassa, vuorovaikutuksessa suoraan näkymättömän tähteiden välisen materiaalin kanssa. "Joka tapauksessa vastaus on jännittävä", Schneider sanoi. "Tiimimme analysoi parhaillaan seurantahavaintoja, jotka auttavat paljastamaan väärinkäytösten todellisen syyn."
Viime vuosina tähtitieteilijät ovat löytäneet uskomattoman monimuotoisuuden eksoplanetaaristen järjestelmien arkkitehtuurissa. He ovat esimerkiksi havainneet, että planeetat on järjestetty kiertoratoihin, jotka ovat selvästi erilaisia kuin aurinkokunnassamme.
"Näemme nyt samanlaisen monimuotoisuuden mukana olevien jätejärjestelmien arkkitehtuurissa", Schneider sanoi. ”Kuinka planeetat vaikuttavat levyihin ja miten levyt vaikuttavat planeettoihin? Maapallon ja siihen liittyvien roskien välillä on jonkinlainen keskinäinen riippuvuus, mikä saattaa vaikuttaa näiden eksoplanetaaristen roskijärjestelmien kehitykseen. "
Tästä pienestä näytteestä tärkein viesti, joka otetaan pois, on monimuotoisuus, Schneider sanoi. Hän lisäsi, että tähtitieteilijöiden on todellakin ymmärrettävä näiden järjestelmien sisäiset ja ulkoiset vaikutukset - kuten tähtituulet ja vuorovaikutukset tähtienvälisen materiaalin pilvien kanssa - ja kuinka emätähteen massa ja ikä sekä raskaampien elementtien runsaus vaikuttavat niihin. tarvitaan rakentamaan planeettoja.
Vaikka tähtitieteilijät ovat löytäneet lähes 4000 eksoplaneetan ehdokasta vuodesta 1995 lähtien, lähinnä epäsuorien havaitsemismenetelmien avulla, vain noin kaksi tusinaa valoa siruttavaa, ympyrätähtenäiset roskijärjestelmät on kuvattu samana ajanjaksona.
Tämä johtuu siitä, että levyt ovat tyypillisesti 100 000 kertaa heikompia kuin (ja usein hyvin lähellä) niiden kirkkaita vanhemmat tähtiä. Suurin osa on havaittu johtuen Hubblen kyvystä suorittaa korkean kontrastin kuvantaminen, jossa tähden ylivoimainen valo estyy paljastaen tähtiä ympäröivän heikon levyn.
Uusi kuvantamiskartoitus antaa myös kuvan siitä, kuinka aurinkokuntamme muodostui ja kehittyi 4,6 miljardia vuotta sitten. Erityisesti HD 181327: n ympärillä levyllä nähty epäillyt planeetan törmäykset voivat olla samanlaisia kuin miten Maa-Kuu-järjestelmä muodostui, samoin kuin Pluto-Charon-järjestelmä yli 4 miljardia vuotta sitten. Näissä tapauksissa planeetan kokoisten kappaleiden väliset törmäykset heittivät roskia, jotka sitten kolasoituvat seurakuukaudeksi.
