|
Удивительно гладкий протопланетный диск вокруг Веги
|
|
|
|
В фильме 1997 года "Контакт", экранизированном по роману Карла Сагана 1985 года, главная героиня - ученый Элли Эрроуэй (ее играет актриса Джоди Фостер) отправляется в путешествие по червоточине, построенной пришельцами из космоса, к звезде Вега. Она появляется в снежной буре обломков, окружающих звезду, но никаких очевидных планет видно не было. Похоже, создатели фильма все сделали правильно.
|
|
|
|
Команда астрономов из Университета Аризоны в Тусоне использовала космические телескопы НАСА "Хаббл" и "Джеймс Уэбб" для беспрецедентного детального изучения диска космического мусора диаметром почти в 100 миллиардов миль, окружающего Вегу.
|
|
|
|
"Телескопы "Хаббл" и "Уэбб" позволяют получить очень четкое изображение Веги. Это загадочная система, потому что она не похожа на другие околозвездные диски, которые мы наблюдали", - сказал Андрас Гаспар из Университета Аризоны, член исследовательской группы. "Диск Веги гладкий, до смешного гладкий".
|
|
|
|
Большим сюрпризом для исследовательской группы стало то, что нет никаких очевидных свидетельств того, что одна или несколько крупных планет пропахивают поверхность диска подобно снегоуборочным тракторам. "Это заставляет нас переосмыслить диапазон и разнообразие систем экзопланет", - сказала Кейт Су из Университета Аризоны, ведущий автор статьи, в которой представлены результаты исследования Уэбба.
|
|
|
|
|
|
|
Уэбб видит инфракрасное свечение диска из частиц размером с песчинку, вращающихся вокруг сверкающей бело-голубой звезды, которая в 40 раз ярче нашего Солнца. Телескоп "Хаббл" запечатлел внешнее гало этого диска, в котором частицы размером не больше дымки отражают звездный свет.
|
|
|
|
Распределение пыли в диске обломков Веги слоистое, потому что давление звездного света выталкивает более мелкие частицы быстрее, чем более крупные. "Различные виды физики обнаружат частицы разного размера в разных местах", - сказала Шайлер Вольфф из команды Аризонского университета, ведущий автор статьи, в которой представлены результаты исследования "Хаббла". "Тот факт, что мы наблюдаем упорядочение размеров частиц пыли, может помочь нам понять основную динамику околозвездных дисков".
|
|
|
|
Диск Веги действительно имеет небольшой зазор, примерно в 60 а.е. (астрономических единицах) от звезды (в два раза больше расстояния Нептуна от Солнца), но в остальном он очень ровный на всем протяжении, пока не теряется в сиянии звезды. Это показывает, что нет планет, по крайней мере, до Нептуна, масса которых вращалась бы по большим орбитам, как в нашей Солнечной системе, говорят исследователи.
|
|
|
|
"Мы в деталях видим, как много разнообразия существует среди околозвездных дисков и как это разнообразие связано с лежащими в их основе планетными системами. Мы многое узнаем о планетных системах, даже когда не можем увидеть, что может быть скрытыми планетами", — добавил Су. "В процессе формирования планет все еще много неизвестного, и я думаю, что эти новые наблюдения Веги помогут уточнить модели формирования планет."
|
|
|
|
Вновь формирующиеся звезды накапливают материал из диска пыли и газа, который является сплющенным остатком облака, из которого они формируются. В середине 1990-х годов "Хаббл" обнаружил диски вокруг многих вновь формирующихся звезд. Диски, вероятно, являются местами формирования, миграции, а иногда и разрушения планет.
|
|
|
|
У полностью зрелых звезд, таких как Вега, пыльные диски обогащаются в результате постоянных столкновений между астероидами, вращающимися по орбите, и обломками испаряющихся комет. Это первобытные тела, которые могут сохраниться до нынешнего возраста Веги, составляющего 450 миллионов лет (наше солнце примерно в десять раз старше Веги).
|
|
|
|
Пыль в пределах нашей Солнечной системы (видимая как зодиакальный свет) также пополняется мелкими телами, выбрасывающими пыль со скоростью около 10 тонн в секунду. Эту пыль перемещают планеты. Это обеспечивает стратегию обнаружения планет вокруг других звезд, не видя их непосредственно — просто наблюдая за воздействием, которое они оказывают на пыль.
|
|
|
|
"Вега продолжает оставаться необычной", - сказал Вольфф. "Архитектура системы Вега заметно отличается от нашей собственной солнечной системы, где планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, препятствуют распространению пыли, как это происходит с Вегой".
|
|
|
|
Для сравнения, неподалеку находится звезда Фомальгаут, которая находится примерно на том же расстоянии, имеет тот же возраст и температуру, что и Вега. Но архитектура звездного окружения Фомальгаута сильно отличается от Веги. На Фомальгауте есть три вложенных друг в друга пояса обломков.
|
|
|
|
Предполагается, что планеты вращаются вокруг Фомальгаута как небесные тела-пастухи, которые гравитационно сжимают пыль в кольца, хотя пока ни одна планета не была идентифицирована положительно. "Учитывая физическое сходство между звездами Вега и Фомальгаут, почему Фомальгаут, по-видимому, смог сформировать планеты, а Вега - нет?" - сказал член исследовательской группы Джордж Рике из Университета Аризоны.
|
|
|
|
"В чем разница? Что привело к этой разнице - околозвездная среда или сама звезда? Что вызывает недоумение, так это то, что в обоих случаях работает одна и та же физика", - добавил Вольф.
|
|
Первый ключ к разгадке возможных планетарных строительных площадок
|
|
|
|
Вега, расположенная в летнем созвездии Лиры, является одной из самых ярких звезд на северном небосклоне. Вега является легендарной, потому что она впервые обнаружила вещество, вращающееся вокруг звезды, — предположительно, материал для создания планет — как потенциальных местообитаний жизни.
|
|
|
|
Впервые эта гипотеза была выдвинута Иммануилом Кантом в 1775 году. Но прошло более 200 лет, прежде чем в 1984 году были собраны первые данные наблюдений. Загадочный избыток инфракрасного излучения от теплой пыли был обнаружен спутником НАСА IRAS (Infrared Astronomy Satellite). Он был интерпретирован как оболочка или диск из пыли, удаляющийся от звезды на расстояние, вдвое превышающее радиус орбиты Плутона.
|
|
|
|
В 2005 году инфракрасный космический телескоп НАСА "Спитцер" зафиксировал пылевое кольцо вокруг Веги. Это было дополнительно подтверждено наблюдениями с использованием субмиллиметровых телескопов, в том числе субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института на Мауна-Кеа, Гавайи, а также Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакама (ALMA) в Чили и Европейского космического агентства (ESA). Космический телескоп "Гершель", но ни один из этих телескопов не смог разглядеть много деталей.
|
|
|
|
"Совместные наблюдения "Хаббла" и "Уэбба" дают настолько больше деталей, что они сообщают нам нечто совершенно новое о системе Вега, о чем никто раньше не знал", - сказал Рике.
|
|
|
|
Источник
|
