Le stelle più giovani hanno una nuvola di detriti polverosi che le circonda, chiamata disco circumstellare. Questo disco è materiale lasciato dalla formazione della stella ed è fuori da questo materiale che si formano i pianeti. Ma gli scienziati che usano Hubble hanno studiato un'enorme struttura di polvere di circa 150 miliardi di miglia di diametro. Chiamata exo-ring, questa struttura di nuova immagine è molto più grande di un disco circumstellare e la vasta struttura avvolge la giovane stella HR 4796A e il suo disco circumstellare interno.
Scoprire una struttura di polvere attorno a una giovane stella non è nuovo, e la stella in questo nuovo articolo di Glenn Schneider dell'Università dell'Arizona è probabilmente il nostro sistema di detriti esoplanetari più (e meglio) studiato. Ma il documento di Schneider, insieme a catturare questa nuova enorme struttura di polvere, sembra aver scoperto parte dell'interazione tra i corpi nel sistema che era stata precedentemente nascosta.
Schneider ha utilizzato lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) su Hubble per studiare il sistema. Il disco interno del sistema era già ben noto, ma studiare la struttura più grande ha rivelato una maggiore complessità.
L'origine di questa vasta struttura di detriti polverosi è probabilmente la collisione tra pianeti di nuova formazione all'interno dell'anello interno più piccolo. La pressione esterna dalla stella HR 4769A ha quindi spinto la polvere verso l'esterno nello spazio. La stella è 23 volte più luminosa del nostro Sole, quindi ha l'energia necessaria per inviare la polvere a una distanza così grande.
Un comunicato stampa della NASA descrive questa vasta struttura di exo-ring come una "camera d'aria a forma di ciambella che è stata colpita da un camion". Si estende molto più in una direzione rispetto all'altra e sembra schiacciato da un lato. Il documento presenta un paio di possibili cause per questa estensione asimmetrica.
Potrebbe essere un'onda di prua causata dalla stella ospite che viaggia attraverso il mezzo interstellare. Oppure potrebbe essere sotto l'influenza gravitazionale del compagno binario della stella (HR 4796B), una stella nana rossa situata a 54 miliardi di miglia dalla stella primaria.
"La distribuzione della polvere è un segnale rivelatore di quanto dinamicamente interattivo sia il sistema interno che contiene l'anello" "- Glenn Schneider, University of Arizona, Tucson.
La natura asimmetrica della vasta eso-struttura indica complesse interazioni tra tutte le stelle e i pianeti nel sistema. Siamo abituati a vedere la pressione delle radiazioni dalla stella ospite modellare il gas e la polvere in un disco circumstellare, ma questo studio ci presenta un nuovo livello di complessità da tenere in considerazione. E studiare questo sistema potrebbe aprire una nuova finestra su come si formano i sistemi solari nel tempo.
“Non possiamo trattare i sistemi di detriti esoplanetari come semplicemente isolati. Gli effetti ambientali, come le interazioni con il mezzo interstellare e le forze dovute a compagni stellari, possono avere implicazioni a lungo termine per l'evoluzione di tali sistemi. Le grossolane asimmetrie del campo di polvere esterno ci dicono che ci sono molte forze in gioco (oltre alla semplice pressione della radiazione della stella ospite) che muovono il materiale. Abbiamo visto effetti come questo in alcuni altri sistemi, ma qui è un caso in cui vediamo accadere un sacco di cose contemporaneamente ", ha spiegato Schneider.
Il documento suggerisce che la posizione e la luminosità degli anelli più piccoli all'interno della struttura della polvere più grande pone vincoli sulle masse e le orbite dei pianeti all'interno del sistema, anche quando i pianeti stessi non possono essere visti. Ma ciò richiederà più lavoro per determinare con qualsiasi specificità.
Questo documento rappresenta un perfezionamento e un avanzamento delle capacità di imaging di Hubble. L'autore del documento spera che gli stessi metodi utilizzati in questo studio possano essere utilizzati su altri sistemi simili per comprendere meglio queste strutture di polvere più grandi, come si formano e quale ruolo svolgono.
Come afferma nella conclusione del documento, "Con molte, se non la maggior parte, sfide tecniche ora comprese e affrontate, questa capacità dovrebbe essere sfruttata al massimo, prima della fine della missione HST, per stabilire un'eredità delle immagini più robuste dei sistemi di detriti esoplanetari ad alta priorità come base abilitante per future indagini nella scienza dei sistemi esoplanetari. "
