Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) opublikowało właśnie niezwykłą „rodzinną fotografię” 51 układów planetarnych znajdujących się w naszym gwiezdnym sąsiedztwie. Dzięki instrumentowi SPHERE na teleskopie VLT astronomowie zajrzeli głęboko w obłoki pyłu, odkrywając mechanizmy, które miliardy lat temu ukształtowały również nasz Układ Słoneczny.
Polowanie na kosmiczny gruz
Astronomowie z zespołu kierowanego przez Natalię Engler z ETH w Zurychu wycelowali potężny instrument SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), zamontowany na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile, w stronę 161 młodych gwiazd. Cel był jeden: odnaleźć i sfotografować dyski szczątków – rozległe pierścienie pyłu i skał, które są pozostałościami po gwałtownym procesie formowania się planet.
Wyniki przeszły najśmielsze oczekiwania. Zespół uzyskał ostre obrazy aż 51 dysków uformowanych ze szczątków, a cztery z tych dysków zostały sfotografowane po raz pierwszy w historii. To nie są tylko artystyczne impresje – to twarde dowody naukowe pokazujące różnorodność architektury systemów gwiazdowych. Niektóre z nich oglądamy idealnie z góry (face-on), inne widzimy jako cienkie linie przecinające ciemność kosmosu (edge-on).
Dlaczego to takie trudne?
Sfotografowanie dysku szczątków wokół odległej gwiazdy to jedno z najtrudniejszych zadań w astronomii obserwacyjnej. Gaël Chauvin, naukowiec projektu SPHERE, użył obrazowego porównania: to tak, jakby próbować zrobić zdjęcie delikatnej smudze dymu z papierosa, która unosi się tuż obok potężnego reflektora stadionowego, patrząc na to z odległości kilku kilometrów.
Gwiazda centralna świeci tak jasno, że w normalnych warunkach całkowicie „oślepia” teleskopy. Instrument SPHERE został jednak zaprojektowany specjalnie do takich zadań – jest wyposażony w zaawansowany koronograf, który niczym sztuczne zaćmienie zasłania blask gwiazdy, co pozwala dostrzec słabe światło odbite od krążącego wokół niej pyłu.
Co mówią nam te obrazy?
Opublikowana mozaika 51 dysków to coś więcej niż tylko ładne zdjęcia – to „brakujące ogniwo” w naszej wiedzy o ewolucji planet. Dyski te są odpowiednikami naszego Pasa Kuipera czy Pasa Planetoid, ale w znacznie młodszych układach (do 50 milionów lat).
Kluczowym odkryciem są struktury widoczne wewnątrz tych pierścieni. Wiele z nich ma wyraźne luki, ostre krawędzie czy asymetrie. W świecie astrofizyki są to jakby „sygnały dymne” świadczące o obecności masywnych planet. Choć samych planet często jeszcze nie widzimy, ich grawitacja działa jak pług śnieżny, rzeźbiąc w pyle wyraźne ścieżki. Te „niewidzialne” planety stają się teraz idealnymi celami dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) oraz budowanego przez ESO Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT).
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- SPHERE’s debris disk gallery: tell-tale signs of dust and small bodies in distant solar systems
- Characterization of debris disks observed with SPHERE
Na ilustracji: Galeria SPHERE dysków szczątków, widoczna dzięki odbijanemu światłu gwiazd, z zasłoniętą gwiazdą centralną. Źródło: N. Engler i in./SPHERE Consortium/ESO
