באמצעות טלסקופ החלל האבל של נאס"א, אסטרונומים השלימו את סקר ההדמיה הגדול ביותר והרגיש ביותר לאור הנראה של דיסקי הפסולת סביב כוכבים סמוכים. הדיסקים האבקיים הללו, שנוצרו ככל הנראה כתוצאה מהתנגשויות בין חפצים שנשארו מההיווצרות של כוכבי הלכת, צולמו סביב כוכבים בגיל צעיר מ -10 מיליון שנה ובוגרים יותר מיותר ממיליארד שנה.
המחקר נערך על ידי אסטרונומים ממרכז החלל Goddard של נאס"א בעזרת מצפה הכוכבים של אוניברסיטת אריזונה. את הסקר הוביל גלן שניידר, שתוצאותיו הופיעו בגיליון 1 באוקטובר 2014 כתב העת האסטרונומי.
"אנו מגלים שהמערכות אינן פשוט שטוחות עם משטחים אחידים," אמר שניידר. "מדובר למעשה במערכות פסולת תלת ממדית די מסובכות, לרוב עם מבנים קטנים יותר משובצים. חלק מהמתקנים עשויים להיות תמרורים של כוכבי לכת שטרם נראו. "
בנוסף למידה רבה על שדות הפסולת המקיפים כוכבים שכנים, המחקר הציג הזדמנות ללמוד עוד על היווצרות מערכת השמש שלנו.
"זה כמו להסתכל אחורה בזמן לראות את סוגי האירועים ההרסניים שפעם התרחשו באופן שגרתי במערכת השמש שלנו לאחר שנוצרו כוכבי הלכת," אמר שניידר.
לאחר שחשבו כי מדובר בדיסקים שטוחים, המחקר גילה מגוון בלתי צפוי ומורכבות של מבני פסולת מאובקים סביב הכוכבים הנצפים. זה מרמז מאוד על כך שהם מושפעים מכבידה על ידי כוכבי לכת בלתי נראים המקיפים את הכוכב.
לחלופין, השפעות אלה עשויות לנבוע מהעוברים של הכוכבים בחלל הבין-כוכבי. בנוסף, החוקרים גילו כי אין שני "דיסקים" של חומרים סביב הכוכבים זהים.
האסטרונומים השתמשו בספקטרוגרף של הדמיה טלסקופית החלל של האבל בכדי לחקור 10 מערכות פסולת גלגלותיות שהתגלו בעבר, בתוספת MP Mus, דיסק פרוטופלאטרי בוגר הדומה לגיל הצעיר מבין דיסקי הפסולת.
אי סדרים שנצפו במערכת דמוית טבעת אחת בפרט (סביב HD 181327) דומים לפליטת ריסוס ענק של פסולת אל החלק החיצוני של המערכת מההתנגשות האחרונה של שני גופות.
"ריסוס החומר הזה רחוק למדי מכוכבו המארח - בערך פי שניים מהמרחק שפלוטו הוא מהשמש", אמר החוקר השותף כריסטופר סטארק ממרכז הטיסה לחלל גודארד של נאס"א, גרינבלט, מרילנד. "קשה להרוס הרס של חפץ מסיבי במרחק כה גדול קשה, וזה אמור להיות נדיר מאוד. אם אנו רואים למעשה את התוצאה האחרונה של התנגשות מאסיבית, המערכת הפלנטארית הבלתי נראית עשויה להיות די כאוטית. "
פרשנות נוספת לחריגות היא שהדיסק עוות באופן מסתורי בגלל מעבר הכוכב בחלל הבין-כוכבי, תוך אינטראקציה ישירה עם חומר בין-כוכבי בלתי נראה. "כך או כך, התשובה מרגשת," אמר שניידר. "הצוות שלנו מנתח כעת תצפיות מעקב שיעזרו לחשוף את הגורם האמיתי לחריגות."
במהלך השנים האחרונות אסטרונומים מצאו מגוון מדהים בארכיטקטורה של מערכות אקזו-פלנטריות. לדוגמה, הם מצאו שכוכבי לכת מסודרים במסלולי מסלול שונים באופן מובהק מאשר במערכת השמש שלנו.
"אנו רואים כעת מגוון דומה בארכיטקטורה של מערכות פסולת נלוות," אמר שניידר. "איך כוכבי הלכת משפיעים על הדיסקים ואיך הדיסקים משפיעים על כוכבי הלכת? יש איזושהי תלות הדדית בין כוכב לכת לבין הפסולת הנלווית שעשויה להשפיע על התפתחות מערכות הפסולת האקסופלאנרית הללו. "
מהמדגם הקטן הזה, המסר החשוב ביותר שיש לקחת ממנו הוא אחד המגוונים, אמר שניידר. הוא הוסיף כי אסטרונומים באמת צריכים להבין את ההשפעות הפנימיות והחיצוניות על מערכות אלו - כמו רוחות כוכבות ואינטראקציות עם ענני חומר בין-כוכבי - וכיצד הם מושפעים מהמסה וגילו של כוכב האם, ושפע האלמנטים הכבדים יותר. צריך לבנות כוכבי לכת.
אף על פי שאסטרונומים מצאו כמעט 4,000 מועמדים מאז 1995, בעיקר בשיטות איתור עקיפות, צולמו באותה תקופה רק כשני תריסר מערכות פסולת מעגליות.
הסיבה לכך היא שהדיסקים בדרך כלל יותר מאה,000,000 יותר חלשים מאשר (ולעיתים קרובות מאוד קרובים) לכוכבי ההורה הבהירים שלהם. הרוב נצפה בגלל יכולתו של האבל לבצע דימות עם ניגודיות גבוהה, בה חסום האור המכריע מהכוכב וחושף את הדיסק הקלוש שמקיף את הכוכב.
סקר ההדמיה החדש מניב תובנה כיצד התגבשה והתפתחה מערכת השמש שלנו לפני 4.6 מיליארד שנה. בפרט, ההתנגשות בכוכב הלכת החשודה שנראתה בדיסק סביב HD 181327 עשויה להיות דומה לאופן בו נוצרה מערכת כדור הארץ-ירח, כמו גם מערכת פלוטו-צ'רון לפני למעלה מ -4 מיליארד שנה. במקרים אלה, התנגשויות בין גופות בגודל פלנטה השליכו פסולת שהתגבשה אז לירח בן לוויה.
