Forskere på jagt efter fossiler til planetdannelse afslører uventede excentriciteter i den nærliggende affaldsskive

Ved at bruge Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har astronomer for første gang afbilledet affaldsskiven af ​​den nærliggende stjerne HD 53143 ved millimeterbølgelængder, og den ser ikke ud som de havde forventet. Baseret på tidlige koronagrafiske data forventede forskerne, at ALMA ville bekræfte snavsskiven som en ansigt-på-ring fyldt med støvklumper. I stedet tog observationerne en overraskende drejning og afslørede den mest komplicerede og excentriske affaldsskive, der er observeret til dato. Observationerne blev præsenteret i dag på en pressekonference ved det 240. møde i American Astronomical Society (AAS) i Pasadena, Californien, og vil blive offentliggjort i en kommende udgave af The Astrophysical Journal Letters (ApJL ).

HD 53143 – en omkring milliard år gammel sollignende stjerne beliggende 59,8 lysår fra Jorden i Carina-stjernebilledet – blev første gang observeret med det koronagrafiske Advanced Camera for Surveys på Hubble Space Telescope (HST) i 2006. Det er også omgivet af en affaldsskive - et bælte af kometer, der kredser om en stjerne, der konstant kolliderer og kværner ned til mindre støv og affald - som videnskabsmænd tidligere mente at være en ansigt-på-ring svarende til affaldsskiven, der omgiver vores sol, mere almindeligt kendt som Kuiperbæltet.

De nye observationer blev foretaget af HD 53143 ved hjælp af de meget følsomme Band 6-modtagere på ALMA, et observatorium, der samarbejdes af US National Science Foundations National Radio Astronomy Observatory (NRAO), og har afsløret, at stjernesystemets affaldsskive faktisk er meget excentrisk . I ringformede affaldsskiver er stjernen typisk placeret ved eller nær midten af ​​skiven. Men i elliptisk formede excentriske skiver befinder stjernen sig i et af ellipsens fokus, langt væk fra skivens centrum. Sådan er det med HD 53143, som ikke blev set i tidligere koronagrafiske undersøgelser, fordi koronagrafer med vilje blokerer lyset fra en stjerne for mere tydeligt at se objekter i nærheden. Stjernesystemet kan også rumme en anden disk og mindst én planet.

"Indtil nu havde videnskabsmænd aldrig set en affaldsskive med så kompliceret en struktur. Ud over at være en ellipse med en stjerne i det ene fokus, har den sandsynligvis også en anden indre skive, der er forkert justeret eller hælder i forhold til den ydre skive." sagde Meredith MacGregor, en assisterende professor ved Center for Astrophysics and Space Astronomy (CASA) og Department of Astrophysical and Planetary Sciences (APS) ved CU Boulder, og hovedforfatteren på undersøgelsen. "For at kunne producere denne struktur, skal der være en eller flere planeter i systemet, som tyngdemæssigt forstyrrer materialet i skiven."

Dette niveau af excentricitet, sagde MacGregor, gør HD 53143 til den mest excentriske affaldsskive, der er observeret til dato, idet den er dobbelt så excentrisk som Fomalhaut-affaldsskiven, som MacGregor afbildede fuldt ud ved millimeterbølgelængder ved hjælp af ALMA i 2017. "Indtil videre har vi ikke fundet. mange diske med en betydelig excentricitet. Generelt forventer vi ikke, at diske er meget excentriske, medmindre noget, som en planet, skulpturerer dem og tvinger dem til at være excentriske. Uden den kraft har baner en tendens til at cirkulere, som det vi ser i vores eget solsystem."

Det er vigtigt, at MacGregor bemærker, at affaldsskiver ikke kun er samlinger af støv og sten i rummet. De er en historisk optegnelse over planetarisk dannelse og hvordan planetsystemer udvikler sig over tid. og give et kig ind i deres fremtid. "Vi kan ikke studere dannelsen af ​​Jorden og solsystemet direkte, men vi kan studere andre systemer, der ligner, men er yngre end vores eget. Det er lidt ligesom at se tilbage i tiden," sagde hun. "Debrisskiver er fossiloptegnelsen for planetdannelse, og dette nye resultat er en bekræftelse af, at der er meget mere at lære af disse systemer, og at viden kan give et indblik i den komplicerede dynamik af unge stjernesystemer, der ligner vores eget solsystem. "

Dr. Joe Pesce, NSF-programmedarbejder for ALMA, tilføjede:"Vi finder planeter overalt, hvor vi ser, og disse fantastiske resultater fra ALMA viser os, hvordan planeter dannes - både dem omkring andre stjerner og i vores eget solsystem. Denne forskning viser hvordan astronomi fungerer, og hvordan der gøres fremskridt, og informerer ikke kun om, hvad vi ved om området, men også om os selv." + Udforsk yderligere

Exoplaneter i affaldsskiver