ภาพฮับเบิลของวงแหวนรอบ Fomalhaut เครดิตภาพ: ฮับเบิล คลิกเพื่อดูภาพขยาย
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่าภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดที่เคยเห็นมาจากวงแหวนแคบ ๆ ที่มีฝุ่นรอบ ๆ ดาว Fomalhaut ใกล้เคียง (HD 216956) เสนอหลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุด แต่ดาวเคราะห์ที่ไม่เชื่อและไม่สามารถมองเห็นได้
ฮับเบิลแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าศูนย์กลางของวงแหวนอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ถึง 15000000000 ไมล์ (15 หน่วยดาราศาสตร์) นี่คือระยะทางเท่ากับเกือบครึ่งหนึ่งของระบบสุริยะของเรา คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดนักดาราศาสตร์กล่าวว่าดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจรรูปไข่กำลังเปลี่ยนรูปร่างของวงแหวนด้วยแรงดึงโน้มถ่วงของมัน แหวนที่โดดเด่นทางเรขาคณิตเอียงไปทางโลกจะไม่ได้รับการชดเชยอย่างมากหากมันได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของ Fomalhaut เพียงอย่างเดียว
การชดเชยของศูนย์กลางวงแหวนจากดาวนั้นได้รับการอนุมานจากการสำรวจความยาวคลื่นก่อนหน้านี้และนานกว่านี้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ซับมิลมิเตอร์บน Mauna Kea, ฮาวาย, กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์, หอสังเกตการณ์ Submillimeter ของคาลเทค ตอนนี้ภาพที่คมชัดของฮับเบิลเปิดเผยโดยตรงของวงแหวนจาก Fomalhaut
การสำรวจใหม่เหล่านี้ให้หลักฐานที่ชัดเจนว่าวัตถุมวลดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นอย่างน้อยหนึ่งดวงกำลังโคจรรอบดาวฤกษ์ ฮับเบิลจะตรวจพบวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์เช่นดาวแคระน้ำตาล “ ภาพฮับเบิลใหม่ของเรายืนยันสมมติฐานก่อนหน้านี้ที่เสนอให้ดาวเคราะห์ก่อกวนวงแหวน” พอลคาลาสจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์กล่าว วงแหวนนี้คล้ายกับแถบไคเปอร์ของระบบสุริยะซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่เหลืออยู่จากการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา
การสำรวจนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปีการก่อกำเนิดของระบบสุริยะของเราเมื่อดาวเคราะห์ได้เล่นเกมรื้อถอนดาร์บี้โดยมีเศษซากที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ของเราซึ่งกระจายไปตามวัตถุมากมายทั่วทั้งพื้นที่ วัสดุที่เป็นน้ำแข็งบางชนิดอาจชนกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะชั้นในโดยทำการล้างด้วยน้ำที่เกิดขึ้นในระบบสุริยะนอกที่เย็นกว่า เศษซากอื่นอาจเดินทางออกไปด้านนอกก่อตัวเป็นแถบไคเปอร์และเมฆออร์ตซึ่งเป็นเมฆทรงกลมของวัตถุรอบระบบสุริยะ
มีเพียงฮับเบิลเท่านั้นที่มีความละเอียดออพติคอลที่ยอดเยี่ยมในการแก้ไขว่าขอบด้านในของแหวนนั้นคมกว่าขอบด้านนอกของมันซึ่งเป็นสัญญาณบอกเล่าเรื่องราวว่าวัตถุนั้นกำลังกวาดวัตถุที่มีแรงดึงดูดเหมือนกวาดหิมะออกไป ลายเซ็นคลาสสิกอีกประการหนึ่งของอิทธิพลของดาวเคราะห์คือความกว้างที่ค่อนข้างแคบของวงแหวนประมาณ 2.3 พันล้านไมล์ (25 หน่วยดาราศาสตร์) นักดาราศาสตร์กล่าวว่าหากไม่มีวัตถุใดที่จะรักษาความโน้มถ่วงของวัตถุวงแหวนให้คงอยู่ได้อนุภาคก็จะแผ่กว้างออกไปมากขึ้น
“ สิ่งที่เราเห็นในวงแหวนนี้คล้ายกับที่เห็นในภาพยานอวกาศของแคสสินีของวงแหวนแคบของดาวเสาร์ ในภาพเหล่านั้นดวงจันทร์ของดาวเสาร์นั้นเป็น 'วัสดุเลี้ยงแกะ' และเป็นวงแหวนของวงแหวนและไม่ให้วงแหวนกระจายออกไป "คาลาสกล่าว
ดาวเคราะห์ที่สงสัยอาจกำลังโคจรห่างจาก Fomalhaut ภายในขอบด้านในของวงแหวนฝุ่นระหว่าง 4.7 พันล้านถึง 6.5 พันล้านไมล์ (50 ถึง 70 หน่วยทางดาราศาสตร์) จากดาวฤกษ์ วงแหวนนี้อยู่ห่างจาก Fomalhaut ประมาณ 133 ล้านไมล์ (133 หน่วยดาราศาสตร์) ซึ่งอยู่ไกลกว่าดาวพลูโตมากที่สุดของเรามาจากดวงอาทิตย์ การสำรวจฮับเบิลเหล่านี้ไม่ได้ตรวจจับดาวเคราะห์สมมุติโดยตรงดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงไม่สามารถวัดมวลของมันได้ พวกเขาจะทำแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของพลวัตของวงแหวนเพื่อประเมินมวลของดาวเคราะห์
Kalas และผู้ทำงานร่วมกัน James R. Graham แห่ง University of California at Berkeley และ Mark Clampin จาก NASA Goddard Space Flight Center ใน Greenbelt รัฐ Md. จะตีพิมพ์ผลงานในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 23 มิถุนายน 2548
Fomalhaut เป็นดาวอายุ 200 ล้านปีเป็นเพียงทารกเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ 4.5 พันล้านปีของเราเอง มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 25 ปี วงแหวน Fomalhaut ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวพิสคิสออสทรินัส (Fokalhaut) ซึ่งมีอายุเท่าสิบเท่าดิสก์เศษซากที่เคยพบเห็นรอบดาวฤกษ์ AU Microscopii และ Beta Pictoris ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ยังคงก่อตัวอยู่ หากระบบสุริยะของเราเป็นตัวอย่างใด ๆ ดาวเคราะห์ควรก่อตัวขึ้นรอบ ๆ Fomalhaut ภายในระยะเวลานับสิบล้านปีหลังจากการกำเนิดของดาวฤกษ์
ภาพฮับเบิลยังให้ภาพของพื้นที่ดาวเคราะห์รอบนอกที่ล้อมรอบดาวอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ของเรา ดาวเคราะห์กว่า 100 ดวงที่ตรวจพบนอกระบบสุริยะของเราหลายแห่งกำลังโคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกมัน เทคนิคการตรวจจับดาวเคราะห์ในปัจจุบันส่วนใหญ่ชอบการค้นหาดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกเขา
“ ขนาดของวงแหวนฝุ่นของ Fomalhaut ชี้ให้เห็นว่าระบบดาวเคราะห์ไม่ได้ก่อตัวและพัฒนาในลักษณะเดียวกัน สถาปัตยกรรมของดาวเคราะห์อาจแตกต่างจากดาวฤกษ์ถึงดวงดาว” Kalas อธิบาย “ ในขณะที่วงแหวนของ Fomalhaut นั้นคล้ายคลึงกับแถบไคเปอร์ แต่เส้นผ่าศูนย์กลางของมันนั้นใหญ่กว่าของแถบไคเปอร์ถึงสี่เท่า”
นักดาราศาสตร์ใช้กล้องขั้นสูงสำหรับการสำรวจ '(ACS) coronagraph บนเรือฮับเบิลเพื่อกันแสงจากดวงดาวที่สว่างเพื่อที่พวกเขาจะได้เห็นรายละเอียดในวงแหวนจาง ๆ
“ coronagraph ของ ACS ให้ความเปรียบต่างสูงทำให้เราสามารถเห็นโครงสร้างของวงแหวนต่อต้านแสงจ้าที่สว่างมากจาก Fomalhaut” Clampin กล่าว “ การสังเกตนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะทำที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้โดยไม่มีกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ความจริงที่ว่าเราสามารถตรวจจับได้ด้วยฮับเบิลนั้นไม่คาดคิด แต่น่าประทับใจ”
คาลาสและผู้ทำงานร่วมกันใช้ฮับเบิลในระยะเวลาห้าเดือนในปี 2547? 17 พฤษภาคม 2 ส.ค. และ 27 ต.ค. เพื่อทำแผนที่โครงสร้างของวงแหวน ด้านหนึ่งของวงแหวนยังไม่ได้ถูกถ่ายเพราะมันขยายออกไปนอกมุมมองของกล้อง ACS นักดาราศาสตร์จะใช้ฮับเบิลอีกครั้งในฤดูร้อนนี้เพื่อทำแผนที่วงแหวนทั้งหมด พวกเขาคาดหวังว่าข้อมูลฮับเบิลเพิ่มเติมจะเปิดเผยว่าวงแหวนนั้นมีช่องว่างใด ๆ หรือไม่ซึ่งอาจถูกแกะสลักโดยอิทธิพลความโน้มถ่วงของร่างกายที่มองไม่เห็น การเปิดรับแสงที่ลึกและยาวกว่านั้นอาจแสดงว่าวงแหวนนั้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้างกว่าที่เคยเห็นในปัจจุบัน นอกจากนี้นักดาราศาสตร์จะทำการวัดสีของวงแหวนเพื่อกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของมันรวมถึงองค์ประกอบของมัน
แผนที่การปล่อยความร้อนก่อนหน้าของ Fomalhaut แสดงให้เห็นว่าด้านหนึ่งของแหวนนั้นอบอุ่นกว่าอีกด้านหนึ่งซึ่งหมายความว่าวงแหวนนั้นอยู่กึ่งกลางโดยประมาณครึ่งหนึ่งของระยะทางที่วัดโดยฮับเบิล ความแตกต่างนี้อาจอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าภาพ ACS ของโครงสร้างฮับเบิลมีความคมชัดกว่าการสังเกตความยาวคลื่นที่ยาวกว่า 100 เท่าและด้วยเหตุนี้จึงให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมากขึ้น หรือความคลาดเคลื่อนอาจบ่งบอกว่าขนาดของวงแหวนนั้นดูแตกต่างกันในช่วงความยาวคลื่นอื่น ๆ
วงแหวนฝุ่นของ Fomalhaut ถูกค้นพบเมื่อปี 2526 โดยการสังเกตการณ์จากดาวเทียมดาราศาสตร์ดาราศาสตร์อินฟราเรด (IRAS) ของนาซ่า ระบบนี้เป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับกล้องโทรทรรศน์ในอนาคตเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์และ Finder Terrestrial Planet Finder คาลาสกล่าว
แหล่งที่มาเดิม: ข่าวจากฮับเบิล
