Stjärnan Fomalhauts förvrängda ring kommer troligen från att planeter bildas där.

 

Bild https://public.nrao.edu/ Den ljusstarka stjärnan i mitten är Fomalhaut, omgiven av en uråldrig fragmentskiva med skiftande ljusstyrka. Skivan ligger närmare stjärnan söderut från oss sett där skivan är bredare och ljussvagare och längre från stjärnan i norr, där skivan är tunnaare och ljusare. Den prickade ringen visar den möjliga omloppsbanan för en planet som antyds av Lovell et al. NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton

Fomalhaut, (Alfa Piscis Austrini eller 24 Piscis Austrini)  är den starkast lysande stjärnan i stjärnbilden Södra fisken. Stjärnan befinner sig 25 ljusår från oss.

Astronomer har använt ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) teleskopet i Chile till att skapa den mest högupplösta bilden hittills av Fomalhaut vilket ger nya insikter om den ovanliga och annorlunda arkitekturen hos fragmentskivan runt en av de ljusstarkaste och mest välstuderade stjärnorna i vårt kosmiska grannskap. Fragmentskivor är enorma bälten av stoft och sten liknande det stoft och sten som finns i vårt solsystems asteroidbälte. 

En internationell forskargrupp under ledning av astronomer vid Center for Astrophysics  | Harvard & Smithsonian och Johns Hopkins University har publicerat två artiklar efter studien av detta solsystem i Astrophysical Journal/Astrophysical Journal Letters. De upptäckte att Fomalhauts skiva inte bara är excentrisk utan dess excentricitet förändras med avståndet från stjärnan. 

Till skillnad från tidigare datamodeller som antagit en likformig eller "fast" excentricitet, visar deras nya datamodell att skivans form blir mindre utsträckt (eller mindre excentrisk) ju längre ett segment är från Fomalhaut. Denna morfologi är känd som en negativ excentricitetsgradient. Du kan föreställa dig förskjutningarna mellan stjärnan och ringens centrum, ungefär som om Saturnus ringar runt Saturnus inte fanns i mitten runt Saturnus.

"Våra observationer visar för första gången att skivans excentricitet inte är konstant", beskriver huvudförfattaren till en av artiklarna, Joshua Bennett Lovell, Submillimeter Array Fellow vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Den sjunker stadigt med avståndet en upptäckt som aldrig tidigare har setts i någon annan fragmentskiva."

Denna negativa gradient ger ledtrådar om att här kan finnas planeter som för närvarande inte kan ses som kretsar kring Fomalhaut i skivan. Den nya modellen föreslår att en massiv planet i omloppsbana inuti Fomalhauts skiva kan ha skulpterat dess excentricitetsprofil tidigt i det exoplanetära systemets historia. Den ovanliga formen på skivan kan ha bildats i systemets ungdom, under den protoplanetära skivfasen och har förblivit så i mer än 400 miljoner år, tack vare planetens fortsatta tryck och dragningskraft.

I den andra artikeln, ledd av doktoranden Jay Chittidi vid Johns Hopkins University, uttömde forskarlaget möjligheten att ringens excentricitet beror på avståndet från stjärnan. "Även om förskjutningen i ljusstyrkeskillnaden i skivan, närmast stjärnan, till längst bort från stjärnan, mellan JWST- och ALMA-mätningarna var väntad, kunde de exakta skillnaderna och skiftningarna som vi uppmätte i skivans ljusstyrka och ringens bredd inte förklaras av de gamla datamodellerna", beskriver Jay. – Enkelt uttryckt: vi kunde inte hitta en modell med en fast excentricitet som kunde förklara dessa märkliga egenskaper i Fomalhauts skiva.

Forskarna hoppas att den nya modellen kommer att testas ytterligare med fler ALMA-observationer, som nyligen godkändes. "Och förhoppningsvis kommer vi att hitta nya ledtrådar som kan hjälpa oss att avslöja den planet som vi tror bör finnas i skivan. (planeten som kan finnas här och som kan förklara effekten på skivan) " tillägger Lovell. Forskarlaget har delat med sig av koden för excentricitetsmodellen som utvecklats för denna nyligen publicerade forskning för att göra det möjligt för andra astronomer att tillämpa den på liknande solsystem.