|
Разгадка тайны космической пыли
|
|
|
|
В семидесяти световых годах от Земли звезда под названием Каппа Тукана А таит в себе одну из самых загадочных загадок астрономии: пыль настолько горячая, что светится при температуре более 1000 градусов по Фаренгейту, находясь невероятно близко к своей звезде-хозяину, где она должна была бы испариться или быть быстро унесена ветром. Теперь астрономы из Университета Аризоны обнаружили нечто, что может, наконец, помочь решить эту космическую загадку: звезду-компаньона, вращающуюся в области, где сохраняется эта загадочная пыль.
|
|
|
|
Открытие, опубликованное в журнале Astronomical Journal под руководством Томаса Штубера, научного сотрудника-постдока в обсерватории Стюарда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, представляет собой самое контрастное обнаружение звезды-компаньона, когда-либо полученное с помощью инструмента MATISSE Европейской южной обсерватории.
|
|
|
|
Это предоставляет ученым первую естественную "лабораторию" для изучения горячей экзозодиакальной пыли, явления, которое усложняет поиски человечеством потенциально пригодных для жизни планет земного типа вокруг других звезд.
|
|
|
|
Почему горячая экзозодиакальная пыль вызывает недоумение
|
|
|
|
Горячая экзозодиакальная пыль представляет собой фундаментальную проблему для понимания учеными планетных систем. Эти микроскопические частицы, мелкие, как дым от костра, движутся по орбите так близко к своим звездам, что сочетание высокой температуры и интенсивного радиационного давления должно привести к их почти мгновенному исчезновению.
|
|
|
|
|
|
|
"Если мы видим пыль в таких больших количествах, ее необходимо быстро заменить или же должен быть какой-то механизм, который продлевает срок службы пыли", - сказал Штубер.
|
|
|
|
Загадка становится еще более загадочной, если учесть, что эта пыль существует вокруг некоторых из тех самых звезд, вокруг которых астрономы надеются найти планеты, похожие на Землю. Будущая обсерватория НАСА "Обитаемые миры" (HWO), запуск которой запланирован на 2040-е годы, будет использовать усовершенствованные коронографы для блокирования звездного света и выявления слабых экзопланет. Но горячая пыль создает то, что исследователи называют "коронографической утечкой" — рассеянный свет, который может маскировать сигналы от потенциально обитаемых миров.
|
|
|
|
Понимание ее происхождения и состава будет необходимо для проведения исследований экзопланет в ближайшие десятилетия.
|
|
|
|
Используя метод, называемый интерферометрией, который объединяет свет от нескольких телескопов для достижения разрешения одного, гораздо более крупного телескопа, команда Штубера провела повторные наблюдения за Каппа Тукана А в период с 2022 по 2024 год.
|
|
|
|
Международная команда, которая более десяти лет руководила исследованиями экзозодиакальной пыли по всему миру, прежде чем объединиться для этого проекта, рассчитывала изучить поведение пыли с течением времени.
|
|
|
|
Вместо этого исследователи обнаружили нечто совершенно неожиданное: звезду—компаньона, вращающуюся по сильно эксцентричной орбите, которая приближает ее к основной звезде на расстояние 0,3 астрономических единиц - ближе, чем любая планета в нашей Солнечной системе приближается к Солнцу.
|
|
|
|
По словам Штубера, это открытие превращает Каппа Тукана А из загадочной системы в сложную звездную лабораторию. Звезда-компаньон движется по чрезвычайно эллиптической траектории, заходя далеко за пределы системы, прежде чем нырнуть обратно через богатую пылью внутреннюю область.
|
|
|
|
"В принципе, не может быть, чтобы этот спутник каким-то образом не был связан с образованием пыли", - отмечает Стив Эртел, астроном из обсерватории Стюарда, соавтор статьи. "Он должен динамически взаимодействовать с пылью".
|
|
|
|
Роль обсерватории Стюарда в открытии
|
|
|
|
Этот прорыв основан на десятилетиях технологического лидерства обсерватории Стюарда в области интерферометрии. Большой бинокулярный телескоп-интерферометр обсерватории (LBTI), построенный на горе Грэм, произвел революцию в поиске теплой экзозодиакальной пыли, менее экстремального родственника горячей пыли, благодаря своей беспрецедентной стабильности и чувствительности.
|
|
|
|
Уникальные возможности LBTI позволили Стюарду добиться международной известности в области изучения экзозодиакальной пыли, что позволило обсерватории занять лидирующие позиции в области исследований экзопланет. Теперь этот опыт используется для создания приборов следующего поколения, включая новый европейский интерферометр с нулевым измерением, который будет в 50 раз чувствительнее предыдущих наблюдений.
|
|
|
|
История компании глубока: Дени Дефрер, возглавляющий европейское подразделение по разработке приборов, ранее проходил обучение в Steward в качестве постдокторского исследователя, где он помогал создавать LBTI.
|
|
|
|
"Компания Steward зарекомендовала себя как мировой лидер в такого рода исследованиях, которые действительно важны для получения изображений экзоземли", - сказал Эртел, получивший грант НАСА на изучение экзозодиакальной пыли с помощью этого нового прибора.
|
|
|
|
Будущие исследования и вопросы, на которые пока нет ответов
|
|
|
|
Открытие Каппы Туканы A открывает множество возможностей для будущих исследований. Изучая взаимодействие звезды-компаньона с пылью, астрономы надеются в более широком смысле понять происхождение, состав, размер частиц и распределение горячей пыли.
|
|
|
|
Полученные данные могут показать, удерживают ли магнитные поля заряженные частицы пыли, как описано исследователями Steward Джорджем Рике и Андрашем Гаспаром, постоянно ли кометный материал пополняет запасы, как изучала исследователь Steward Виржини Фарамаз-Горка, также соавтор статьи, или же этими экстремальными условиями управляет совершенно иная физика.
|
|
|
|
Открытие также указывает на возможность того, что в других горячих пылевых системах могут быть похожие звезды-компаньоны. Исследователи Steward теперь надеются вернуться к ранее наблюдавшимся звездам в поисках компаньонов, которые, возможно, были упущены.
|
|
|
|
По мере того, как обсерватория НАСА "Обитаемые миры" приближается к реальности, открытия, подобные этому, дают фундаментальные знания, необходимые для проведения дальнейших сложных исследований.
|
|
|
|
"Учитывая, что система Каппа Тукана А наблюдалась много раз ранее, мы даже не ожидали найти эту звезду-компаньона", - сказал Штубер.
|
|
|
|
"Это делает еще более захватывающим то, что теперь у нас есть эта уникальная система, которая открывает новые пути для изучения загадочной горячей экзозодиакальной пыли".
|
|
|
|
Источник
|
