Ранее наблюдения ALMA за Fomalhaut – взятый в 2012, когда телескоп все еще находился в работе – показали только приблизительно одну половину диска обломков. Хотя это первое изображение было просто тестом на начальные возможности ALMA, оно, тем не менее, обеспечило дразнящие намеки о природе и возможном происхождении диска.Новые наблюдения ALMA открывают потрясающе полный вид этой пылающей группы обломков и также предполагают, что есть химические общие черты между его ледяным содержанием и кометами в нашей собственной солнечной системе.«ALMA дал нам это потрясающе ясное изображение полностью сформированного диска обломков», сказал Мередит Макгрегор, астроном в Смитсоновском Гарвардом Центре Астрофизики в Кембридже, Массачусетс и ведущий автор на одной из двух бумаг, принятых для публикации в Астрофизическом Журнале, описывающем эти наблюдения. «Мы можем наконец видеть четко определенную форму диска, который может сказать нам много об основной планетарной системе, ответственной за ее очень отличительную внешность».
Fomalhaut – относительно соседняя звездная система и один из только приблизительно 20, в которых планеты были изображены непосредственно. Всей системе приблизительно 440 миллионов лет, или приблизительно одна десятая возраст нашей солнечной системы.Как показано по новому изображению ALMA, блестящая группа ледяной пыли приблизительно 2 миллиарда километров шириной сформировалась приблизительно в 20 миллиардах километров от звезды.Диски обломков – общие черты вокруг молодых звезд и представляют очень динамический и хаотический период в истории солнечной системы.
Астрономы полагают, что они сформированы продолжающимися столкновениями комет и другого planetesimals во внешних пределах недавно сформированной планетарной системы. Оставшиеся обломки от этих столкновений поглощают свет от своей центральной звезды и повторно излучают ту энергию как слабый жар длины волны миллиметра, который может быть изучен с ALMA.Используя новые данные ALMA и подробное компьютерное моделирование, исследователи смогли вычислить точное местоположение, ширину и геометрию диска. Эти параметры подтверждают, что такое узкое кольцо, вероятно, произведено через гравитационное влияние планет в системе, отметил Макгрегора.
Новые наблюдения ALMA также первые, чтобы окончательно показать «apocenter жар», явление, предсказанное в статье 2016 года Маргарет Пэн, ученого из Массачусетского технологического института в Кембридже, который является также соавтором на новых бумагах ALMA. Как все объекты с удлиненными орбитами, пыльный материал в диске Fomalhaut едет более медленно, когда это является самым дальним от звезды. Поскольку пыль замедляется, она накапливается, формируя более плотные концентрации в более отдаленных частях диска.
Эти плотные регионы могут быть рассмотрены ALMA как более яркая эмиссия длины волны миллиметра.Используя тот же самый набор данных ALMA, но сосредотачивающийся на отличных сигналах длины волны миллиметра, естественно испускаемых молекулами в космосе, исследователи также обнаружили обширные запасы газа угарного газа в точно том же самом месте как диск обломков.«Эти данные позволили нам решать, что относительное изобилие угарного газа плюс углекислый газ вокруг Fomalhaut о том же самом, как найдено в кометах в нашей собственной солнечной системе», сказал Лука Матра с Кембриджским университетом, Великобритания и ведущий автор на втором документе команды. «Это химическое родство может указать на подобие в условиях формирования кометы между внешними пределами этой планетарной системы и нашего собственного». Матра и его коллеги полагают, что этот газ или выпущен от непрерывных столкновений кометы или результата единственного, большого воздействия между суперкометами сотни времен, более крупных, чем Здоровый-Bopp.
Присутствие этого четко определенного диска обломков вокруг Fomalhaut, наряду с его любопытно знакомой химией, может указать, что эта система подвергается своей собственной версии Последней Тяжелой Бомбардировки, период приблизительно 4 миллиарда лет назад, когда Земля и другие планеты обычно поражались роями астероидов и комет, перенесенных от формирования нашей солнечной системы.«Двадцать лет назад лучшие телескопы длины волны миллиметра дали первые нечеткие карты зерен песка орбитальный Fomalhaut.
Теперь с полными возможностями ALMA все кольцо материала было изображено», завершил Пол Кэлас, астроном в Калифорнийском университете в Беркли и научном руководителе на этих наблюдениях. «Однажды мы надеемся обнаружить планеты, которые влияют на орбиты этого зерна».