2015.10.09. - Titokzatos hullámok borzolják a közeli bolygókeletkezési korongot

Az ESO VLT távcsőegyüttesével és a Hubble-űrtávcsővel korábban soha nem látott, és előre nem is jelzett gyorsan haladó fodrozódásokat fedeztek fel egy közeli csillag, az AU Mic körüli porkorongban.

A tőlünk mindössze 32 fényévre lévő AU Microscopii nagy törmelékkoronggal övezett fiatal csillag. A gyakorlatilag éléről látszó korongot már korábban is vizsgálták olyan csomósodások és görbült struktúrák után kutatva, amelyek bolygó vagy bolygók helyét jelezhetik. 2014-ben az ESO VLT távcsőegyüttese új műszerének, a SPHERE-nek (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) minden addiginál kontrasztosabb képei váratlan eredményt hoztak. A kutatás vezetője, Anthony Boccaletti (LESIA, Observatoire de Paris/CNRS/UPMC/Paris-Diderot) szerint a felvételek olyan ív alakú, illetve hullámszerű struktúrákat mutattak a porkorongban, amelyek semmilyen korábban észlelt szerkezethez nem hasonlítanak.

Az új képeken öt hullámszerű, a víz fodrozódására emlékeztető ív figyelhető meg a csillagtól különböző távolságokban. Miután a struktúrákat azonosították a SPHERE-felvételeken, a kutatók a Hubble-űrtávcső STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) műszerével korábban rögzített képeket is átvizsgálták, vajon azokon is látszik-e a porkorong furcsa hullámzása. Boccaletti és munkatársai nem csak azonosítani tudták a hullámokat a korábbi felvételeken, de az összehasonlításból az is kiderült, hogy a struktúra időben is változik: a hullámok mozognak, mégpedig nagyon gyorsan! A kutatócsoport egyik tagja, Christian Thalmann (ETH Zürich) elmondása szerint a Hubble-adatok újrafeldolgozása után már elegendő információval rendelkeztek ahhoz, hogy a furcsa struktúrák mozgását négy éven keresztül követni tudják. Kiderült, hogy a hullámok 40 ezer km/h sebességgel távolodnak a csillagtól.

Úgy tűnik, hogy a csillagtól távolabb elhelyezkedő struktúrák gyorsabban mozognak, mint a közelebbiek. Legalább három sebessége meghaladja az AU Mic gravitációs vonzásának legyőzéséhez szükséges értéket. Az óriási sebesség kizárja azt a lehetőséget, hogy a hullámokat a korongban a csillag körül keringő objektumok - bolygók - okozhatnák. Valami másnak kellett felgyorsítani azokat. Sajnos a porkorong háromdimenziós szerkezetének felderítését nehezíti, hogy az éléről látjuk azt, és az is, hogy ilyen hullámokat korábban még soha nem észleltek, és az elméletek sem jelzik előre a létüket.

Az AU Mic körüli törmelékkorongnak a Hubble-űrtávcsővel és az ESO VLT SPHERE műszerével készült felvételei. A fekete kör a képek közepén a fényes csillag - pozícióját a szimbólum jelzi - kitakarása, hogy a jóval halványabb korong láthatóvá váljon. A felső skála a Neptunusz pályájának átmérőjét (60 csillagászati egység) mutatja. A porkorong külső részeit mesterségesen kifényesítették, hogy a halvány struktúrái is felismerhetők legyenek.
[ESO, NASA & ESA]

A csoport az AU Mic körüli titokzatos fodrozódás magyarázatára több lehetőséget is felvetett, amelyek közül kettőt ki is zártak: nem valószínű, hogy két ritka, nagy tömegű aszteroida ütközése vagy a rendszer gravitációs mezejében fellépő instabilitások okozták volna a hullámokat. Más magyarázatok azonban ígéretesek lehetnek. A furcsa struktúrákat a kutatócsoport a csillag flertevékenységével hozza kapcsolatba. Glenn Schneider (Steward Observatory) szerint az AU Mic nagyon aktív, a felszínéről vagy annak közeléből gyakran indulnak óriási energiakitörések. A magyarázat szerint egy ilyen fler hatására a rendszer egyik bolygója - már ha vannak bolygók a porkorongban - anyagot dobhatott le magáról, ami a fler energiájától hajtva éppen áthalad a diszken, megbolygatva azt.

A fodrozódás rejtélye egyelőre tehát még megoldatlan, ezért a csoport további észleléseket tervez a SPHERE-rel és az ALMA antennarendszerrel is, hogy kiderítsék, mi is történik valójában az AU Mic hatalmas törmelékkorongjában.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• eso1538 - Science Release