|
Удивительный пояс астероидов у Фомальгаута
|
|
|
|
Астрономы использовали космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, чтобы сфотографировать теплую пыль вокруг ближайшей молодой звезды Фомальгаут, чтобы изучить первый пояс астероидов, который когда-либо наблюдался за пределами нашей Солнечной системы в инфракрасном свете. Но, к их удивлению, пыльные структуры намного сложнее, чем астероиды и пылевые пояса Койпера в нашей Солнечной системе. Всего существует три вложенных пояса, простирающихся на 14 миллиардов миль (23 миллиарда километров) от звезды; это в 150 раз больше расстояния Земли от Солнца. Масштабы самого внешнего пояса примерно в два раза превышают масштабы пояса Койпера нашей Солнечной системы, состоящего из малых тел и холодной пыли за пределами Нептуна. Внутренние пояса, которых раньше никто не видел, были обнаружены Уэббом впервые.
|
|
|
|
Пояса опоясывают молодую горячую звезду, которую можно увидеть невооруженным глазом как самую яркую звезду в южном созвездии Южной Рыбы. Пыльные пояса представляют собой обломки от столкновений более крупных тел, аналогичных астероидам и кометам, и их часто называют «дисками обломков». «Я бы описал Фомальгаут как архетип дисков обломков, найденных в других местах нашей галактики, потому что у него есть компоненты, подобные тем, которые есть у нас в нашей собственной планетной системе», — сказал Андраш Гаспар из Аризонского университета в Тусоне и ведущий автор новой статьи. описание этих результатов. «Глядя на узоры в этих кольцах, мы действительно можем начать делать небольшой набросок того, как должна выглядеть планетарная система — если бы мы действительно могли сделать достаточно глубокий снимок, чтобы увидеть предполагаемые планеты».
|
|
|
Космический телескоп Хаббл и космическая обсерватория Гершеля, а также Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA) ранее делали четкие изображения самого внешнего пояса. Однако ни один из них не нашел внутри него какой-либо структуры. Внутренние пояса были впервые разрешены Уэббом в инфракрасном свете. «В чем Уэбб действительно преуспевает, так это в том, что мы можем физически разрешить тепловое свечение пыли в этих внутренних областях. Таким образом, вы можете увидеть внутренние пояса, которые мы никогда не видели раньше», — сказал Шайлер Вольф, еще один член команды в университете Аризоны.
|
|
|
|
Хаббл, ALMA и Уэбб объединяют усилия, чтобы собрать целостное представление о дисках обломков вокруг нескольких звезд. «С помощью Хаббла и ALMA мы смогли получить изображения множества аналогов пояса Койпера и многое узнали о том, как формируются и развиваются внешние диски», — сказал Вольф. «Но нам нужен Уэбб, чтобы мы могли получить изображения дюжины или около того поясов астероидов в других местах. Мы можем узнать столько же о внутренних теплых областях этих дисков, сколько Хаббл и ALMA рассказали нам о более холодных внешних областях». Эти пояса, скорее всего, созданы гравитационными силами невидимых планет. Точно так же внутри нашей Солнечной системы Юпитер окружает пояс астероидов, внутренний край пояса Койпера сформирован Нептуном, а внешний край может охраняться еще невидимыми телами за его пределами. По мере того как Уэбб изображает новые системы, мы узнаем о конфигурации их планет.
|
|
|
|
Пылевое кольцо Фомальгаута было обнаружено в 1983 году в ходе наблюдений, проведенных с помощью инфракрасного астрономического спутника НАСА (IRAS). Существование кольца также было выведено из предыдущих и более длинноволновых наблюдений с использованием субмиллиметровых телескопов на Мауна-Кеа, Гавайи, космического телескопа Спитцер НАСА и субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института. «Пояса вокруг Фомальгаута — это что-то вроде детективного романа: где планеты?» — сказал Джордж Рике, еще один член группы и научный руководитель компании Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI), который сделал эти наблюдения. «Я думаю, не будет большим шагом сказать, что вокруг звезды, вероятно, есть действительно интересная планетарная система».
|
|
|
|
«Мы определенно не ожидали более сложной структуры со вторым промежуточным поясом, а затем с более широким поясом астероидов», — добавил Вольф. «Эта структура очень захватывающая, потому что каждый раз, когда астроном видит щель и кольца в диске, они говорят: «Кольца могут формироваться встроенной планетой!». Уэбб также изобразил то, что Гаспар называет «великим пылевым облаком», что может свидетельствовать о столкновении двух протопланетных тел во внешнем кольце. Это отличается от предполагаемой планеты, впервые замеченной Хабблом внутри внешнего кольца в 2008 году. Последующие наблюдения Хаббла показали, что к 2014 году объект исчез. Правдоподобная интерпретация состоит в том, что эта недавно обнаруженная особенность, как и предыдущая, представляет собой расширяющееся облако очень мелких частиц пыли от двух ледяных тел, которые столкнулись друг с другом.
|
|
|
|
Идея протопланетного диска вокруг звезды восходит к концу 1700-х годов, когда астрономы Иммануил Кант и Пьер-Симон Лаплас независимо друг от друга разработали теорию о том, что Солнце и планеты образовались из вращающегося газового облака, которое сжалось и сплющилось под действием силы тяжести. Обломочные диски развиваются позже, после образования планет и рассеивания первичного газа в системах. Они показывают, что небольшие тела, такие как астероиды, катастрофически сталкиваются и превращают свою поверхность в огромные облака пыли и других обломков. Наблюдения за их пылью дают уникальные сведения о структуре экзопланетной системы, вплоть до планет размером с Землю и даже астероидов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть по отдельности.
|
|
|
|
Источник
|
