Astrofizycy pod kierownictwem zespołu z Trinity College w Dublinie po raz pierwszy wykonali zdjęcia dużej liczby pasów egzokomet wokół pobliskich gwiazd i znajdujących się w nich maleńkich kamyczków. Krystalicznie czyste zdjęcia pokazują światło emitowane przez milimetrowe kamyki w pasach krążących wokół 74 pobliskich gwiazd w różnym wieku – od tych, które dopiero wyłaniają się od urodzenia, po te w bardziej dojrzałych układach, takich jak nasz Układ Słoneczny. .
Badanie REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) stanowi tak znaczący kamień milowy w badaniach pasów egzokomet, ponieważ uzyskane w ramach badania obrazy i analizy ujawniają, gdzie znajdują się kamyki, a tym samym egzokomety. Zwykle znajdują się one w odległości od dziesiątek do setek au (odległość Ziemi od Słońca) od gwiazdy centralnej.
W tych regionach jest tak zimno (od -250 do -150 stopni Celsjusza), że większość związków, w tym woda, zamarza na tych egzokometach w postaci lodu. Astrofizycy obserwują zatem, gdzie znajdują się zbiorniki lodu w układach planetarnych. REASONS to pierwszy program, który odkrywa strukturę tych pasów dla dużej próbki 74 układów egzoplanetarnych.
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) to zestaw 66 radioteleskopów znajdujących się na pustyni Atacama w północnym Chile, natomiast Submillimeter Array (SMA) to podobny ośmioelementowy zestaw na Hawajach. Obydwa obserwują promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal milimetrowych i submilimetrowych. W tym badaniu wykorzystano oba do stworzenia obrazów, które dostarczyły więcej informacji na temat populacji egzokomet niż kiedykolwiek wcześniej.
„Egzokomety to głazy skał i lodu o wielkości co najmniej 1 km, które zderzają się ze sobą w tych pasach, tworząc kamyki, które obserwujemy tutaj za pomocą teleskopów ALMA i SMA. Pasy egzokomet znajdują się w co najmniej 20% planetarnych systemów, w tym naszego Układu Słonecznego” – powiedział Luca Matrà, profesor nadzwyczajny w Szkole Fizyki Trinity i starszy autor artykułu badawczego, który właśnie został opublikowany w czasopiśmie. Astronomia i astrofizyka.
Dr Sebastián Marino, pracownik naukowy Royal Society University na Uniwersytecie w Exeter i współautor tego badania, dodał: „Obrazy ukazują niezwykłą różnorodność w strukturze pasków. Niektóre z nich to wąskie pierścienie, jak na kanonicznym zdjęciu „pasa” ' jak pas Edgewortha-Kuipera w naszym Układzie Słonecznym, ale większa liczba z nich jest szeroka i prawdopodobnie lepiej można ją opisać jako dyski, a nie pierścienie.
Niektóre układy mają wiele pierścieni/dysków, z których niektóre są mimośrodowe, co stanowi dowód na obecność niewykrywalnych planet, a ich grawitacja wpływa na rozmieszczenie kamyków w tych układach.
„Siła dużego badania, takiego jak REASONS, polega na ujawnieniu właściwości i trendów obejmujących całą populację” – wyjaśnił prof. Matrà.
„Na przykład potwierdziło, że liczba kamyków maleje w starszych układach planetarnych, gdy w pasach wyczerpują się większe egzokomety zderzające się ze sobą, ale po raz pierwszy pokazało, że to zmniejszenie liczby kamyków jest szybsze, jeśli pas znajduje się bliżej gwiazdy centralnej. pokazało również pośrednio – poprzez pionową grubość pasów – że w pasach prawdopodobnie znajdują się nieobserwowalne obiekty o rozmiarach sięgających 140 km do Księżyca.
Dr David Wilner, starszy astrofizyk w Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian podkreślili: „Układy takie jak ALMA i SMA wykorzystane w tej pracy to niezwykłe narzędzia, które w dalszym ciągu dostarczają nam niesamowitych nowych informacji na temat wszechświata i jego funkcjonowania. Badanie REASONS wymagało dużego wysiłku społeczności i ma niesamowitą wartość historyczną , z wieloma potencjalnymi ścieżkami przyszłych badań.
„Na przykład zbiór danych REASONS na temat właściwości pasów i układów planetarnych umożliwi badania narodzin i ewolucji tych pasów, a także dalsze obserwacje w całym zakresie długości fal, od JWST po następną generację Ekstremalnie Dużych Teleskopów i nadchodzącej ALMA Duży program ARKS pozwalający jeszcze bardziej przyjrzeć się szczegółom tych pasów.”