Используя очень большой интерферометр телескопа (VLTI) в ближнем инфракрасном свете [1], группа астрономов наблюдала 92 близлежащих звезды, чтобы исследовать экзозодиакальный свет горячей пыли вблизи их обитаемых зон, и объединила новые данные с более ранними наблюдениями [2]. Яркий экзозодиакальный свет, создаваемый светящимися зернами горячей экзозодиакальной пыли или отражением звездного света от этих частиц, наблюдался около девяти из выбранных звезд.В темных ясных местах на Земле зодиакальный свет выглядит как слабое рассеянное белое свечение, видимое в ночном небе после окончания сумерек или перед рассветом.
Он создается солнечным светом, отражающимся от крошечных частиц, и кажется, что он простирается от Солнца. Этот отраженный свет наблюдается не только с Земли, но и отовсюду в Солнечной системе.Свечение, наблюдаемое в этом новом исследовании, является гораздо более экстремальной версией того же явления.
Хотя этот экзозодиакальный свет — зодиакальный свет вокруг других звездных систем — был обнаружен ранее, это первое крупное систематическое исследование этого явления вокруг ближайших звезд.В отличие от более ранних наблюдений, команда не наблюдала пыль, которая позже превратится в планеты, а пыль, образовавшуюся при столкновении между небольшими планетами размером в несколько километров — объектами, называемыми планетезимали, которые похожи на астероиды и кометы Солнечной системы. Подобная пыль также является источником зодиакального света в Солнечной системе.«Если мы хотим изучить эволюцию планет, похожих на Землю, вблизи обитаемой зоны, нам необходимо наблюдать зодиакальную пыль в этой области вокруг других звезд», — сказал Стив Эртель, ведущий автор статьи из ESO и Университета Гренобль во Франции. «Обнаружение и определение характеристик такого рода пыли вокруг других звезд — способ изучить архитектуру и эволюцию планетных систем».
Обнаружение слабой пыли рядом с ослепительной центральной звездой требует наблюдений с высоким разрешением и высоким контрастом. Интерферометрия — объединение света, собранного в одно и то же время на нескольких разных телескопах, — выполненная в инфракрасном свете, пока что является единственным методом, позволяющим обнаружить и изучить системы такого типа.Используя возможности VLTI и доведя инструмент до предела его точности и эффективности, команда смогла достичь уровня производительности примерно в десять раз лучше, чем другие доступные инструменты в мире.Для каждой из звезд команда использовала 1,8-метровые вспомогательные телескопы, чтобы направить свет на VLTI.
Там, где присутствовал сильный экзозодический свет, они смогли полностью разделить протяженные диски пыли и отделить их слабое свечение от доминирующего света звезды [3].Анализируя свойства звезд, окруженных диском экзозодиакальной пыли, команда обнаружила, что большая часть пыли была обнаружена вокруг более старых звезд. Этот результат был очень удивительным и вызывает некоторые вопросы для нашего понимания планетных систем. Любое известное образование пыли, вызванное столкновениями планетезималей, должно со временем уменьшаться, поскольку количество планетезималей уменьшается по мере их разрушения.
В выборку наблюдаемых объектов также вошли 14 звезд, для которых зарегистрировано обнаружение экзопланет. Все эти планеты находятся в той же области системы, что и пыль в системах, светящаяся экзозодиакальным светом. Присутствие экзозодиакального света в системах с планетами может создать проблему для дальнейших астрономических исследований экзопланет.Экзозодиакальная эмиссия пыли, даже на низких уровнях, значительно затрудняет обнаружение планет земного типа с помощью прямых изображений.
Экзозодиакальный свет, обнаруженный в этом обзоре, в 1000 раз ярче, чем зодиакальный свет, видимый вокруг Солнца. Количество звезд, содержащих зодиакальный свет на уровне Солнечной системы, скорее всего, намного больше, чем числа, найденные в обзоре. Таким образом, эти наблюдения — лишь первый шаг к более детальному изучению экзозодиакального света.
«Высокий уровень обнаружения, обнаруженный на этом уровне яркости, предполагает, что должно быть значительное количество систем, содержащих более слабую пыль, не обнаруживаемую в нашем обзоре, но все же намного ярче, чем зодиакальная пыль Солнечной системы», — объясняет Оливье Абсиль, соавтор бумага из Льежского университета. «Присутствие такой пыли во многих системах может стать препятствием для будущих наблюдений, целью которых является получение прямых изображений земных экзопланет».Примечания[1] Команда использовала инструмент для посетителей VLTI PIONIER, который может интерферометрически соединять все четыре вспомогательных телескопа или все четыре единичных телескопа VLT в обсерватории Паранал.
Это привело не только к чрезвычайно высокому разрешению целей, но и к высокой эффективности наблюдений.[2] Предыдущие наблюдения были выполнены с помощью массива CHARA — оптического астрономического интерферометра, эксплуатируемого Центром астрономии высокого углового разрешения (CHARA) Государственного университета Джорджии, и его объединителя волоконных лучей FLUOR.
[3] В качестве побочного продукта эти наблюдения также привели к открытию новых, неожиданных звездных спутников, вращающихся вокруг некоторых из самых массивных звезд в выборке. «Эти новые спутники предполагают, что мы должны пересмотреть наше текущее понимание того, сколько звезд этого типа на самом деле двойные», — говорит Линдси Мэрион, ведущий автор дополнительной статьи, посвященной этой дополнительной работе, с использованием тех же данных.