Fomalhaut 주변의 링의 허블 이미지. 이미지 크레디트 : 허블. 클릭하면 확대됩니다.
근처의 별 Fomalhaut (HD 216956) 주변의 좁고 먼지가 많은 링을 촬영 한 NASA Hubble Space Telescope의 가장 자세한 가시 광선 이미지는 가장 강력한 증거를 제공하지만, 거칠고 보이지 않는 행성이 링에 중력 적으로 터질 수 있다는 강력한 증거를 제공합니다.
허블은 분명히 반지의 중심이 별에서 무려 14 억 마일 (15 개의 천문학적 단위)이라는 것을 분명히 보여준다. 이것은 우리 태양계의 거의 절반 정도의 거리입니다. 천문학 자들은 가장 타당한 설명은 타원형 궤도에서 움직이는 보이지 않는 행성이 중력을 이용하여 고리를 재구성하고 있다고 말했다. 지구를 향해 비스듬히 기울어 진 기하학적으로 놀라운 반지는 단순히 Fomalhaut의 중력만으로 영향을받는다면 그다지 큰 오프셋을 갖지 못할 것입니다.
별에서 고리 중심의 오프셋은 하와이 마우나 케아의 밀리미터 이하 망원경, Caltech의 밀리미터 이하 관측소의 Spitzer Space Telescope를 사용하고 이론적 모델링과 물리적 가정을 적용한 이전 및 장파장 관측에서 추론되었습니다. 이제 허블의 선명한 이미지는 Fomalhaut의 링 오프셋을 직접 보여줍니다.
이 새로운 관측은 하나 이상의 보이지 않는 행성 질량 물체가 별을 공전하고 있다는 강력한 증거를 제공합니다. 허블은 갈색 왜소와 같이 행성보다 큰 물체를 감지했을 것입니다. 버클리에있는 캘리포니아 대학의 폴 칼라스는“우리의 새로운 허블 이미지는 행성이 고리를 교란시키고 있다는 초기의 가설을 확인시켜 준다. 고리는 태양계 행성의 형성에서 남은 얼음 물질의 거대한 저장소 인 태양계의 Kuiper Belt와 유사합니다.
이 관측은 태양계의 형성 연도에 대한 통찰력을 제공합니다. 행성이 행성 형성에서 남은 잔해물과 함께 철거 더비 게임을하면서 우주에 많은 물체가 중력으로 흩어졌습니다. 일부 얼음 물질은 내부 태양계 행성과 충돌하여 더 차가운 외부 태양계에 형성된 물로 관개 할 수 있습니다. 다른 부스러기가 바깥쪽으로 이동하여 태양계를 둘러싸고있는 구형의 구름 인 Kuiper Belt와 Oort Cloud를 형성합니다.
허블 만이 반지의 안쪽 가장자리가 바깥 가장자리보다 더 날카 로워 질 수 있도록 절묘한 광학 해상도를 가지고 있습니다. 눈을 치우는 쟁기처럼 물체가 중력으로 휩쓸고 있다는 신호입니다. 행성의 영향에 대한 또 다른 고전적인 상징은 반지의 너비가 약 23 억 마일 (25 개의 천문 단위)로 비교적 좁다는 것입니다. 천문학 자들은 고리 물질을 손상시키지 않고 중력으로 유지할 물체가 없다면 입자들이 훨씬 넓게 퍼질 것이라고 말했다.
“우리가이 고리에서 보는 것은 토성의 좁은 고리의 Cassini 우주선 이미지에서 보이는 것과 비슷합니다. 이 이미지에서 토성의 위성은 링 재료를 '셰퍼 링'하고 링이 퍼지지 않도록합니다.”라고 Kalas는 말했습니다.
의심되는 행성은 먼지 고리 안쪽 가장자리의 Fomalhaut에서 별에서 47 억 ~ 65 억 마일 (50 ~ 70 개의 천문 단위) 떨어진 궤도에서 공전하고있을 수 있습니다. 반지는 Fomalhaut에서 120 억 마일 (133 개의 천문학적 단위)이며, 가장 바깥 행성 인 Pluto가 태양에서 오는 것보다 훨씬 먼 거리입니다. 이 허블 관측은 추정 행성을 직접 감지하지 않으므로 천문학자는 질량을 측정 할 수 없습니다. 대신, 행성의 질량을 추정하기 위해 링의 역학에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행합니다.
캘리포니아 버클리 소재 캘리포니아 대학교의 제임스 알 그레이엄 (James R. Graham)과 메릴랜드 그린벨트에있는 NASA Goddard 우주 비행 센터의 마크 클램 핀 (Mark Clampin)은 Kalas와 공동 연구자 인 2005 년 6 월 23 일호 Nature에 발간했다.
2 억 년 된 별인 Fomalhaut는 우리 자신의 450 억 년 된 태양에 비해 단순한 유아입니다. 태양으로부터 25 광년 떨어져 있습니다. 별자리 Piscis Austrinus (남방 물고기)에 위치한 Fomalhaut 고리는 행성이 여전히 형성되어있을 수있는 별 AU Microscopii와 Beta Pictoris 주변에서 볼 수있는 잔해 디스크보다 열 배나 오래된 것입니다. 우리 태양계가 어떤 예라면, 행성은 별이 태어난 후 수천만 년 안에 Fomalhaut 주위에 형성되었을 것입니다.
허블 이미지는 또한 우리 태양 이외의 별을 둘러싼 외계 행성 지역을 엿볼 수있게합니다. 우리 태양계 너머에서 발견 된 100 개가 넘는 행성들 중 많은 행성들이 그들의 별 가까이에서 공전하고 있습니다. 현재의 행성 탐지 기술의 대부분은 별과 가까운 행성을 찾는 것을 선호합니다.
Fomalhaut의 더스트 링의 크기는 모든 행성 시스템이 같은 방식으로 형성되고 진화하는 것은 아니라고 제안합니까? 행성 구조는 별마다 상당히 다를 수 있습니다.”라고 Kalas는 설명했습니다. "Fumalhaut의 링은 Kuiper Belt와 유사하지만 직경은 Kuiper Belt보다 4 배 더 큽니다."
천문학 자들은 허블에 탑승 한 ACS (Advanced Camera for Surveys) 코로나 그래프를 사용하여 밝은 별의 빛을 차단하여 희미한 고리의 세부 사항을 볼 수있었습니다.
Clampin은“ACS의 코로나 그래프는 고 대비를 제공하여 Fomalhaut의 매우 밝은 눈부심에 대한 링의 구조를 볼 수 있습니다. “이 관측은 현재 허블 우주 망원경없이 가시 파장에서 수행 할 수 없습니다. 우리가 허블과 함께 그것을 감지 할 수 있다는 사실은 예상치 못했지만 인상적이었습니다.”
Kalas와 그의 협력자들은 2004 년에 5 개월 동안 허블을 사용 했습니까? 5 월 17 일, 8 월 2 일 및 10 월 27 일? 반지의 구조를 매핑합니다. 링의 한 쪽은 ACS 카메라의 시야를 넘어 확장 되었기 때문에 아직 이미지가 찍히지 않았습니다. 천문학 자들은 이번 여름에 허블을 다시 사용하여 전체 고리를 매핑 할 것입니다. 그들은 추가 허블 데이터가 고리에 틈이 있는지 여부를 밝혀 낼 것으로 예상하는데, 이는 보이지 않는 신체의 중력에 의해 깎여 질 수있다. 더 길고 깊게 노출되면 링의 직경이 현재 보이는 것보다 훨씬 더 넓은지를 알 수 있습니다. 또한 천문학 자들은 링의 색상을 측정하여 구성을 포함한 물리적 특성을 결정합니다.
Fomalhaut의 이전 열 방출 맵은 링의 한 쪽이 다른 쪽보다 따뜻하다는 것을 보여주었습니다. 이는 고리가 Hubble에 의해 측정 된 거리의 약 절반 정도 떨어져 있음을 의미합니다. 이 차이는 링 구조에 대한 허블의 ACS 이미지가 더 긴 파장 관측치보다 100 배 더 선명하므로 훨씬 더 정확한 결과를 얻을 수 있다는 사실에 의해 설명 될 수 있습니다. 또는 불일치로 인해 링의 크기가 다른 파장에서 다르게 보일 수 있습니다.
Fomalhaut의 더스트 링은 NASA의 IRAS (Infrared Astronomical Satellite)에 의해 1983 년에 발견되었습니다. 이 시스템은 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope)과 지구 행성 파인더 (Terrestrial Planet Finder)와 같은 미래 망원경의 강력한 목표라고 Kalas는 말했다.
원본 출처 : 허블 뉴스 릴리스
