Астрономы стали свидетелями поистине фантастического «фейерверка» вокруг молодой звезды Фомальгаут. События, зафиксированные в 2004 и 2023 годах, представляют собой первые случаи наблюдения столкновений крупных объектов в планетной системе за пределами Солнечной. Наблюдение за такими катаклизмами в молодой системе, подобной Фомальгауту, может открыть учёным окно в условия, в которых наша собственная планета и её соседи формировались вокруг юного Солнца около 4,6 миллиардов лет назад.
Фомальгаут находится всего в 25 световых годах от нас, а её возраст составляет лишь 440 миллионов лет. Если это не кажется «молодым», вспомните, что Земле 4,6 миллиарда лет, и она считается планетой среднего возраста. Молодые звёздные системы, подобные Фомальгауту, считаются ареной жестоких столкновений, где космические камни, астероиды и более крупные планетезимали (объекты меньше карликовых планет) сталкиваются друг с другом. Часто они отскакивают друг от друга, но иногда слипаются, превращая пыль и лёд в планеты и луны. Крупнейшие столкновения редки — они могут происходить раз в 100 000 лет на протяжении сотен миллионов лет формирования планетной системы.
«Мы стали свидетелями столкновения двух планетезималей и облака пыли, выброшенного в результате этого насильственного события, которое начало отражать свет звезды-хозяйки», — заявил в своём обращении руководитель группы Пол Калас из Калифорнийского университета в Беркли. «Это словно взгляд в прошлое, в ту бурную эпоху нашей Солнечной системы, когда ей было меньше миллиарда лет».
Калас добавил, что команда не наблюдала напрямую сами сталкивающиеся объекты, а увидела лишь последствия этого грандиозного удара.
Он и его коллеги начали исследовать молодую звезду Фомальгаут ещё в 1993 году, охотясь за обломками, оставшимися после рождения планет, и в итоге обнаружили с помощью космического телескопа «Хаббл» диск из этого материала вокруг звезды. Затем, в 2008 году, Калас обнаружил яркое пятно в этом протопланетном диске, которое изначально приняли за планету. Новое исследование предполагает, что эта «планета», Фомальгаут b, на самом деле является облаком пыли, поднятым столкновением планетезималей в диске.
«Это новое явление — точечный источник, который появляется в планетной системе, а затем за 10 или более лет медленно исчезает», — пояснил Калас. «Оно маскируется под планету, потому что планеты тоже выглядят как крошечные точки, вращающиеся вокруг ближайших звёзд».
Яркость событий, наблюдавшихся в 2004 и 2023 годах, показала, что тела, участвовавшие в столкновении, имели диаметр около 60 километров или более. Это означает, что каждое из них как минимум в четыре раза превосходит по размеру астероид Чиксулуб, столкнувшийся с Землёй 66 миллионов лет назад и уничтоживший динозавров вместе с 75% видов растений и животных.
«Система Фомальгаута — это природная лаборатория для изучения поведения планетезималей при столкновениях, что, в свою очередь, рассказывает нам об их составе и формировании», — сказал член команды Марк Уайатт из Кембриджского университета. «Самое захватывающее в этом наблюдении то, что оно позволяет оценить как размер сталкивающихся тел, так и их количество в диске — информацию, которую практически невозможно получить каким-либо другим способом».
Действительно, команда оценивает, что в области вокруг Фомальгаута существует около 300 миллионов планетезималей размером, сходным с участвовавшими в этих двух столкновениях. Тот факт, что в этой системе ранее был обнаружен газообразный монооксид углерода, указывает на то, что эти объекты богаты летучими веществами (такими как водород, азот, кислород и метан), которые легко переходят в газообразное состояние при низких температурах. Это делает ледяные тела Фомальгаута похожими на холодные кометы Солнечной системы, которые также содержат много летучих веществ.
Проводя дальнейшие параллели с Солнечной системой, Калас предположил, что облака пыли, увиденные командой в 2004 и 2023 годах, аналогичны облаку, созданному в 2022 году, когда NASA ударило зондом DART по астероиду Диморф, чтобы проверить возможность изменения орбиты его родительского тела.
Калас и его коллеги продолжат исследование Фомальгаута с помощью «Хаббла», а также добавят к нему мощную инфракрасную «зоркость» космического телескопа «Джеймс Уэбб». Это позволит им отслеживать, как эволюционирует облако, обнаруженное в 2023 году. Оно уже примерно на 30% ярче облака 2003 года, а наблюдения, проведённые в августе 2025 года, подтвердили, что оно всё ещё видно.
По мере продолжения этих исследований Калас предостерегает астрономов от ошибки принятия пылевых облаков за вновь сформированные планеты вокруг молодых звёзд.
«Эти столкновения, порождающие пылевые облака, происходят в каждой планетной системе, — подчеркнул Калас. — Когда мы начнём исследовать звёзды с помощью чувствительных телескопов будущего, таких как обсерватория «Обитаемые миры», цель которой — прямое изображение землеподобной экзопланеты, мы должны быть осторожны, потому что эти слабые точки света, вращающиеся вокруг звезды, могут и не быть планетами».
Исследование открывает новую главу в планетологии. Оно не только предоставляет прямые свидетельства процессов, которые когда-то сформировали нашу собственную систему, но и служит важным предупреждением для будущих миссий по поиску экзопланет. «Планеты-призраки» — временные пылевые шлейфы от катастрофических столкновений — могут ввести в заблуждение, имитируя стабильные миры. Дальнейшие наблюдения за системой Фомальгаута с помощью «Уэбба» позволят детально изучить химический состав выброшенного вещества, что станет ключом к пониманию «первичного бульона» протопланетных дисков. Возможно, именно в таких огненных катаклизмах, а не в тихом слипании пылинок, рождаются ядра будущих планет-гигантов или закладываются запасы воды для океанов далёких миров.
Исследование команды было опубликовано в четверг, 18 декабря, в журнале Science.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий