Αστρονόμοι που συνεργάζονται με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA έχουν καταγράψει για πρώτη φορά εικόνες φαντασμαγορικών συγκρούσεων αστεροειδών σε έναν άλλο πλανητικό σύστημα, μια ανακάλυψη που ρίχνει φως στον μηχανισμό σχηματισμού και εξέλιξης των πλανητών. Αυτά τα νέα δεδομένα προέρχονται από παρατηρήσεις του κοντινού άστρου Fomalhaut, το οποίο βρίσκεται 25 έτη φωτός από τη Γη. Η σχετική μελέτη έχει δημοσιευτεί πρόσφατα στο έγκριτο περιοδικό Science.
Ο αστέρας Fomalhaut είναι ένας από τους πιο φωτεινούς στο νυχτερινό ουρανό και ανήκει στον αστερισμό Piscis Austrinus, γνωστό και ως Νότιο Ιχθύ. Διαθέτει μεγαλύτερη φωτεινότητα σε σχέση με τον Ήλιο και έχει ενθουσιάσει τους επιστήμονες τα τελευταία χρόνια, κυρίως λόγω των λαμπρών δακτυλίων σκόνης που τον περιβάλλουν.
Το 2008 είχε καταγραφεί η πιθανή ανίχνευση ενός εξωπλανήτη με το όνομα «Fomalhaut b», ο οποίος τώρα φαίνεται να μην είναι παρά ένα νέφος σκόνης προερχόμενο από σύγκρουση πλανητοειδών. Σήμερα, ονομάζεται Fomalhaut cs1 (circumstellar source 1), δηλαδή περιαστρική πηγή 1.
Οι νέες εικόνες του Hubble αποκάλυψαν ένα δεύτερο φωτεινό σημείο στην ίδια περιοχή, το Fomalhaut cs2, το οποίο ερμηνεύεται επίσης ως νέφος θραυσμάτων από τη σύγκρουση δύο μεγάλων σωμάτων.
«Αυτή είναι σίγουρα η πρώτη φορά που βλέπω ένα σημείο φωτός να εμφανίζεται από το πουθενά σε ένα εξωπλανητικό σύστημα», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Παύλος Κάλας, καθηγητής στο Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Berkeley και συνεργαζόμενος Ερευνητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ.
Η ανίχνευση του cs2 σημαίνει ότι μόλις γίναμε μάρτυρες μιας βίαιης σύγκρουσης μεταξύ δύο τεράστιων αντικειμένων και ενός εκτενούς νέφους θραυσμάτων, που διαφέρει εντελώς από οτιδήποτε έχουμε παρατηρήσει στο Ηλιακό Σύστημα. Εξαιρετικά εντυπωσιακό!
Η σύνθετη εικόνα από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble αποτυπώνει τον δακτύλιο θραυσμάτων και τα νέφη σκόνης cs1 και cs2 γύρω από τον Fomalhaut. Για λόγους σύγκρισης, το νέο νέφος σκόνης cs1 αποτυπώθηκε το 2012, ενώ το cs2 το 2023.
Οι διακεκομμένες γραμμές υποδεικνύουν τη θέση αυτών των νέφους. Όταν το νέφος σκόνης cs2 εμφανίστηκε ξαφνικά, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν ότι ήταν μάρτυρες μιας βίαιης σύγκρουσης. Το cs1, που στο παρελθόν θεωρείτο πλανήτης, επαναξιολογείται τώρα ως ένα νέο νέφος θραυσμάτων. Στην εικόνα, το ίδιο το Fomalhaut είναι καλυμμένο, ώστε να αναδειχθούν τα πιο αμυδρά αντικείμενα. Η θέση του υποδεικνύεται με λευκό αστέρι.
Αυτή η καλλιτεχνική απεικόνιση απεικονίζει τη διαδικασία δημιουργίας του νέφους σκόνης cs2 γύρω από τον Fomalhaut. Στο Πλαίσιο 1, ο Fomalhaut είναι στην επάνω αριστερή γωνία, ενώ δύο λευκές κουκκίδες στην κάτω δεξιά αντιπροσωπεύουν τα δύο ογκώδη αντικείμενα σε τροχιά. Στο Πλαίσιο 2, τα αντικείμενα πλησιάζουν το ένα το άλλο και στο Πλαίσιο 3 καταγράφεται η βίαιη σύγκρουσή τους. Στο Πλαίσιο 4, το νέο νέφος σκόνης cs2 γίνεται ορατό καθώς το φως του άστρου σπρώχνει τους κόκκους σκόνης μακριά του.
NASA, ESA, Paul Kalas (UC Berkeley)
Το γεγονός ότι δύο τέτοια σπάνια φαινόμενα καταγράφηκαν στον ίδιο χώρο και σε μόλις 20 χρόνια, συνιστά ένα σημαντικό επιστημονικό μυστήριο. Αν οι συγκρούσεις μεταξύ αστεροειδών και πλανητοσωματιδίων ήταν τυχαίες, τα cs1 και cs2 θα έπρεπε να βρίσκονται σε άσχετες θέσεις. Ωστόσο, παρατηρούνται εντυπωσιακά κοντά το ένα στο άλλο, στον εσωτερικό τομέα του εξωτερικού δίσκου θραυσμάτων του Fomalhaut.
«Παλαιότερη θεωρία υποστήριζε ότι θα έπρεπε να συμβαίνει μία σύγκρουση κάθε 100.000 χρόνια ή περισσότερο. Εδώ, ανάμεσα σε 20 χρόνια, έχουμε δει δύο σύγκρουσες», εξηγεί ο Κάλας.
Οι παρατηρήσεις αυτές παρέχουν στους ερευνητές τη δυνατότητα να υπολογίσουν τα μεγέθη των σωμάτων που συγκρούστηκαν καθώς και την πλειονότητα των παρόμοιων σωμάτων που περιφέρονται στο σύστημα. «Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις μας, τα πλανητοειδή που καταστράφηκαν για να σχηματίσουν τα cs1 και cs2 είχαν μέγεθος περίπου 30 χιλιόμετρα, υποθέτοντας ότι υπάρχουν 300 εκατομμύρια τέτοια αντικείμενα σε τροχιά γύρω από τον Fomalhaut», δήλωσε ο καθηγητής Mark Wyatt από το Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Η παροδική φύση των Fomalhaut cs1 και cs2 δημιουργεί προκλήσεις στις μελλοντικές διαστημικές αποστολές που στοχεύουν στην άμεση απεικόνιση εξωπλανητών, καθώς τέτοια τηλεσκόπια ενδέχεται να συγχέουν τέτοια νέφη σκόνης με πραγματικούς πλανήτες.
«Το Fomalhaut cs2 μοιάζει ακριβώς με έναν εξωηλιακό πλανήτη που αντανακλά το φως του άστρου του», παρατήρησε ο Κάλας. «Αυτό που μάθαμε μελετώντας το cs1 είναι ότι ένα μεγάλο νέφος σκόνης μπορεί να παραπέμπει σε πλανήτη για πολλά χρόνια, κάτι που αποτελεί προειδοποίηση για τις μελλοντικές αποστολές ανίχνευσης εξωηλιακών πλανητών μέσω ανακλώμενου φωτός».
Οι αστρονόμοι έχουν secured επιπλέον χρόνο παρατήρησης με το Hubble για να παρακολουθήσουν την εξέλιξη του cs2 τα επόμενα τρία χρόνια, ενώ θα διεξαχθούν και παρατηρήσεις με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, προκειμένου να μελετηθεί η σύνθεση και το μέγεθος των κόκκων σκόνης, ακόμη και η πιθανή ύπαρξη παγωμένου νερού εντός του νέφους.
Οι εικόνες στο οπτικό φάσμα για το σύστημα Fomalhaut από το 2012 και το 2023. Και οι δύο εικόνες έχουν ληφθεί με την κάμερα STIS του τηλεσκοπίου Hubble. Ο φωτεινός κεντρικός άστρος έχει τεχνικά καταστεί αόρατος για να αποκαλυφθεί η πιο αμυδρή δομή σκόνης γύρω από τον αστέρα. Οι περιοχές χωρίς δεδομένα είναι μαύρες λόγω της λειτουργίας του στεμματογράφου και του περιορισμένου οπτικού πεδίου της κάμερας. (A) Fom cs1 (λευκό βέλος) στην αναγωγή της παρατήρησης του 2012.
Δεν ανιχνεύονται άλλες σημειακές πηγές κατά μήκος της ζώνης σκόνης. (B) Το Fom cs2 (λευκό βέλος), στην παρατήρηση του Σεπτεμβρίου 2023, βρίσκεται πιο κοντά στο εσωτερικό άκρο της ζώνης σκόνης.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science: P. Kalas et al., Science 10.1126/science.adu6266 (2025) Διαβάστε εδώ
Ο αστροφυσικός Παύλος Κάλας
Ο Paul Kalas είναι καθηγητής στο University of California, Berkeley και από το 2019 είναι Research Fellow του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ. Αυτή η συνεργασία ενισχύει τη διεθνή παρουσία του ΙΑ-ΙΤΕ σε κορυφαίες αστρονομικές ανακαλύψεις. Περισσότερες πληροφορίες για τον ίδιο μπορείτε να βρείτε εδώ.
