Som det ses fra Jorden, forekommer Fomalhaut C langt fra den store, lyse stjerne, der er Fomalhaut A. De to stjerner er adskilt med omtrent 11 fuldmånediametre på jordens himmel.
Det nærliggende stjernesystem Fomalhaut - af særlig interesse for sin usædvanlige exoplanet og støvede affaldsskive - har vist sig at være ikke kun en dobbeltstjerne, som astronomer havde troet, men en af de bredeste tredobbelte stjerner, der var kendt.
I et papir, der for nylig blev accepteret til offentliggørelse i Astronomisk tidsskrift og blev sendt i dag (3. oktober 2013) til pre-serveren arXivviser forskere, at en tidligere kendt mindre stjerne i dens nærhed også er en del af Fomalhaut-systemet.
Fomalhaut og dens støvring (A. Boley / M. Payne / E. Ford / M. Shabran / S. Corder / W. Dent / NRAO / AUI / NSF / NASA / ESA / P. Kalas / J. Graham / E. Chiang / E. Kite / M. Clampin / M. Fitzgerald / K. Stapelfeldt / J. Krist)
Eric Mamajek, lektor i fysik og astronomi ved University of Rochester, og hans samarbejdspartnere fandt den tredobbelte natur af stjernesystemet gennem lidt detektivarbejde. ”Jeg bemærkede denne tredje stjerne for et par år siden, da jeg planlagde bevægelsen af stjerner i nærheden af Fomalhaut til en anden undersøgelse,” sagde Mamajek. ”Dog havde jeg brug for at indsamle flere data og samle et team af medforfattere med forskellige observationer for at teste, om stjernens egenskaber er i overensstemmelse med at være et tredje medlem af Fomalhaut-systemet.”
Serendipity spillede også en rolle. Et tilfældigt møde i Chile mellem Mamajek og Todd Henry fra Georgia State University og direktør for teamet Research Consortium On Near Stars (RECONS) afslørede en ledetråd, der hjalp med at løse mysteriet: afstanden til stjernen. Henry husker, at han sad i køkkenet på et motel i La Serena, Chile med Mamajek og diskuterede stjerner i nærheden. ”Eric spillede detektiv på denne tredje stjerne, og jeg sad lige der med en observationsliste, der indeholdt den upublicerede parallax,” sagde Henry. Parallax er en type måling astronomer bruger til at bestemme afstande. ”En studerende på det tidspunkt, Jennifer Bartlett ved University of Virginia, arbejdede sammen med os på en prøve af potentielt nærliggende stjerner til sin ph.d. afhandling, og LP876-10 var på det. Eric og jeg kom til at tale, og her er vi med en sej opdagelse. ”
Ved nøje at analysere astrometriske (præcise bevægelser) og spektroskopiske målinger (der tillader temperatur og radialhastighed at blive bestemt) kunne forskerne måle afstanden og hastigheden for den tredje stjerne. De konkluderede, at stjernen, indtil for nylig kendt som LP 876-10, er en del af Fomalhaut-systemet, hvilket gør den til Fomalhaut C.
"Fomalhaut C ser ganske langt fra hinanden fra den store, lyse stjerne, der er Fomalhaut A, når du ser op på himlen fra Jorden," tilføjede Mamajek. Der er ca. 5,5 grader mellem de to stjerner, hvilket er som om de blev adskilt af ca. 11 fulde måner for en observatør på Jorden. Mamajek forklarede, at de ser så langt fra hinanden, delvis, fordi Fomalhaut er relativt tæt på Jorden, når stjerner går - cirka 25 lysår. Hvis disse stjerner var langt væk fra Jorden, ville de fremstå meget tættere sammen på himlen. At de vises så langt fra hinanden, kan forklare, hvorfor forbindelsen mellem LP 876-10 og Fomalhaut tidligere var gået glip af. At være i stand til at opnå astrometriske og hastighedsdata af høj kvalitet var de andre taster.
Forskerne måtte også vise, at det var muligt for disse to stjerner at være bundet, snarere end at bevæge sig uafhængigt. ”Fomalhaut A er en så massiv stjerne, omtrent det dobbelte af vores sol, at den kan udøve et tilstrækkeligt tyngdekraft til at holde denne lille stjerne bundet til den - på trods af at stjernen er 158.000 gange længere væk fra Fomalhaut, end Jorden er fra solen , ”Sagde Mamajek.
Mamajek arbejdede sammen med et stort team af samarbejdspartnere for at dele historien om denne interessante lille stjerne sammen.”Henry og RECONS-teamet har foretaget en udtømmende undersøgelse af” Solkvarteret ”, der karakteriserer de stjernesystemer, der er tættest på vores solsystem og opdager nye stjerner i nærheden,” sagde Mamajek. ”Hans team havde allerede samlet flere års observationer af netop denne stjerne - ved hjælp af SMARTS 0,9 meter teleskop ved Cerro Tololo i Chile.” Forskerne havde også brug for at kende stjernens radiale hastighed, som Andreas Seifahrt fra University of Chicago målte, og som de peger på i papiret til at være inden for ca. en kilometer i sekundet af Fomalhaut A.
Der er yderligere 11-stjernede systemer tættere på vores sol end Fomalhaut, der består af tre eller flere stjerner, inklusive det nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri. De nye målinger i papiret viser også, at Fomalhaut-systemet er det mest massive og bredeste blandt disse nærliggende flere systemer.
Fomalhaut A er også den 18. lyseste stjerne, der er synlig på vores nattehimmel og en af de få stjerner med både en direkte afbildet exoplanet og en støvet affaldsskive. Den berømte stjerne er blevet vist i science fiction-romaner af forfattere Isaac Asimov, Stanislaw Lem, Philip K. Dick og Frank Herbert. På trods af at det var et godt studeret system, blev det først for nylig bekræftet, at Fomalhaut var en binær stjerne - to stjerner, der kredser om hinanden - selvom det først blev antydet i 1890'erne.
En af Mamajekes kolleger ved Rochester, professor i fysik og astronomi Alice C. Quillen, har arbejdet i årevis for at forstå, hvordan planeter former stjernestøvskiver som den, der omgiver Fomalhaut. I 2006 forudsagde hun eksistensen af en planet omkring Fomalhaut såvel som formen på dens bane ved at prøve at forstå, hvorfor affaldsringen var midt i midten, og hvorfor den havde en overraskende skarp kant. Året efter blev der afbildet en ny planet omkring Fomalhaut.
Mange spørgsmål om Fomalhaut A's exoplanet og affaldsdisk forbliver stadig ubesvarede. For eksempel er astronomer forundrede over, hvorfor eksoplaneten, der kaldes Fomalhaut “b”, er på en sådan excentrisk bane, og hvorfor affaldsskiven ikke ser ud til at være centreret om stjernen Fomalhaut A. Det er muligt, at Fomalhauts brede ledsagere B og C har gravitationsmæssigt forstyrrede Fomalhaut “b” exoplanet og snavs bælte, der kredser om Fomalhaut A, men banerne fra Fomalhauts ledsager stjerner er ikke godt begrænset. Banerne i Fomalhaut B og C omkring Fomalhaut A forventes at tage millioner af år, så det at udnytte deres baner vil være en udfordring for fremtidige astronomer.
Mens Fomalhaut C er en rød dværgstjerne - den mest almindelige type stjerne i universet - er Fomalhaut B en orange dværgstjerne omkring tre fjerdedele af vores sols masse. Fra udsigtspunktet af en hypotetisk planet, der kredser rundt om Fomalhaut C, ser Fomalhaut A ud til at være en strålende hvid stjerne ni gange lysere end Sirius (den lyseste stjerne i vores nattehimmel) vises fra Jorden, svarende til den typiske lysstyrke på planeten Venus. Fomalhaut B ser ud til at være en ellers umærkelig lys orangish stjerne svarende til lysstyrke som Polaris. Trioens alder er omkring 440 millioner år - omtrent en tiende af alderen på vores solsystem.
Andre samarbejdspartnere, der arbejdede på dette papir, inkluderer Jennifer Bartlett, nu ved U.S. Naval Observatory, der offentliggjorde en foreløbig afstand til stjernen i sin ph.d. afhandling og Matt Kenworthy fra Leiden-observatoriet, som målte rotationsperioden, der viser Fomalhaut C er en meget hurtig rotator.
via University of Rochester
Læs mere om Fomalhaut, en af vores lyseste stjerner i vores himmel