Gwiazda potrójna FOMALHAUT

Fomalhaut to najjaśniejsza gwiazda w konstelacji Ryby Południowej. Jako, że należy do gwiazdozbioru nieba południowego, z terenu Polski widoczna jest wyłącznie u schyłku lata oraz jesienią, nisko nad horyzontem.

Fomalhaut należy do najjaśniejszych gwiazd. Jej wielkość gwiazdowa wynosi nieco ponad 1 magnitudo. Barwa jest biała, choć sprawia wrażenie lekko błękitnawej. Choć wskaźnik barwy (+0,13) wskazuje raczej na ciepły odcień.

Starożytni astronomowie zaliczali Fomalhaut (w kulturze perskiej nazywaną Hastorang) do tzw. czterech gwiazd królewskich. Jej pojawienie się na nieboskłonie w okolicy przesilenia zimowego zwiastowało nadejście zimy.

Parametry fizyko-chemiczne:

Fomalhaut jest gwiazdą potrójną. Oddalona jest od Ziemii zaledwie o 25 lat świetnych.

Główny, najjaśniejszy składnik, Fomalhaut A należy do typu widmowego A3 i jest gwiazdą ciągu głównego. Jest młodą i gorącą gwiazdą o temperaturze powierzchni wynoszącej 8600K. Pod względem masy, niemal dwukrotnie przewyższa Słońce. Posiada też 16-krotnie wyższą od niego jasność. Zbudowana jest w głównej mierze z wodoru oraz helu.

Fomalhaut B to gwiazda zmienna typu widmowego K4Vp. Oznaczana jest symbolem TW PsA. Jej jasność ulega fluktuacjom i mieści się w przedziale 6,44- 6,49 magnitudo w cyklu nieco ponad 10-dniowym. (Nie należy mylić oznaczeń gwiazdy Fomalhaut B z oznaczeniem egzoplanety Fomalhaut b). Masę Fomalhaut B szacuje się na 0,73 (+0,02, -0,01)  masy Słońca.

Składnik Fomalhaut C (LP 876-10) jest chłodną gwiazdą ciągu głównego, należącą do typu widmowego M4V. Jej masa jest najmniejsza spośród trzech gwiazd systemu. Jest równa zaledwie 0,18 (+/- 0,02) masom słonecznym. Trzy gwiazdy układu Fomalhaut są od siebie bardzo mocno oddalone. Składnik A i B posiada trójwymiarowy stopień separacji równy 5,74 (+0,04, -0,03) x 10^4 au .

Z kolei dystans między Fomalhaut A i C , to: 1,58 (+0,02, -0,01) x 10^5 au.

Pierścień pyłowy oraz egzoplaneta

Wokół gwiazdy Fomalhaut A roztacza się ogromny dysk pyłowy, który budzi oczywiste skojarzenia z dyskiem materii w Układzie Słonecznym, czyli z Pasem Kuipera. Promień wewnętrzny dysku wynosi 100 jednostek astronomicznych, a zewnętrzny 140 AU.

Pył wchodzący w skład pierścienia składa się z lodowych drobin, które powstają w kolizjach komet orbitujących wewnątrz dysku.

Dysk pyłowy Fomalhauta A wykazuje wyraźną ekscentryczność. Jest to spowodowane oddziaływaniem grawitacyjnym dwóch pozostałych gwiazd układu.

Fomalhaut A posiada egzoplanetę oznaczaną jako Fomalhaut b. Zwyczajowo planeta nazywana jest „Dagon”. Egzoplaneta orbituje po wewnętrznej stronie dysku. Jest o 18 AU bliżej Fomalhauta niż wewnętrzna krawędź pierścienia.

Fomalhaut b ma masę bliską dwóm masom Jowisza. Została odkryta dzięki zdjęciom z teleskopu Hubble’a.

Gwiazdę Fomalhaut C także otacza pyłowy pierścień, oznaczany jako L99. A należy nadmienić, iż pośród chłodnych gwiazd typu widmowego M, taki stan rzeczy należy do rzadkości. Dysk Fomalhauta C jest zimny- wykazuje temperaturę 24K. Jest względnie jasny. Został odkryty w grudniu 2010r.

Złożony, wielokrotny system gwiezdny, obecność dysku Fomalhauta A oraz egzoplaneta- wszystko to ma wpływ grawitacyjny na pierścień Fomalhauta C. Taki wpływ powoduje deformacje i lekkie fluktuacje kształtu dysku, co wywiera korzystny wpływ na jego obserwacje. Z pewnością też ułatwiło wykrycie owego dysku.

Dwa dyski pyłowe obecne w jednym. Tym samym układzie wielokrotnym gwiazd, poza omówionym przykładem Fomalhaut, obserwujemy również w systemie HD 223352/ HD 223340. Jest to też gwiazda potrójna. Pierwszy z pierścieni otacza ciasny układ binarny gwiazd typu widmowego A0V oraz K. Drugi dysk należy do gwiazdy HD 223340 o typie K1V. Ciasny układ podwójny oddzielony jest od trzeciej składowej o 75” i znajduje się w odległości od niej równej 3000 AU.

Stwierdzenie obecności dysku pyłowego wokół systemów gwiezdnych świadczy o młodym wieku układu. Tłumaczy się to faktem, że wraz z upływem czasu dysk staje się coraz słabszy. Im młodsza gwiazda, a tym samym im masywniejszy i bardziej gęsty dysk, tym łatwiej stwierdzić jego obecność.

Źródło:

1. M Kennedy, M.C. Wyett, P. Kalas, G. Duchene, B. Sibthorpe, J.F. Lestrade, B.C. Matthews, J. Greaves- Royal Astronomical Society, artykuł pt: „Discovery of the Fomalhaut C debris disc”, 2013 December.
2. Leonor Sierra, University of Rochester, artykuł „Researchers Find that Bright Nearby Double Star Fomalhaut Is Actually a Triple”, 2013 October.
3. Tomasz Kwast, strona deltami.edu.pl, artykuł pt. „Wymieniamy się gwiazdami” z serii „Patrz w niebo”,
4. Andrew Shannon, Cathie Clarke, Mark Wyatt- Institute of Astronomy, University of Cambridge, artykuł pt: „Dancing with the Stars: Formation of the Fomalhaut triple system and its effect on the debris disks”, 2014 April.
5. Informacje ze strony internetowej Paul G. Kalas, profesora astronomii z Uniwersytety Berkeley z Californi.