|
Редкое столкновение в близлежащей планетной системе
|
|
|
|
В ходе беспрецедентного небесного явления космический телескоп НАСА "Хаббл" (HST) зафиксировал драматические последствия столкновения космических камней в близлежащей планетной системе. Когда астрономы впервые заметили яркий объект в небе, они предположили, что это покрытая пылью экзопланета, отражающая звездный свет. Но когда "экзопланета" исчезла и появился новый яркий объект, международная команда астрофизиков, включая Джейсона Вана из Северо—Западного университета, поняла, что это вовсе не планеты. Вместо этого они были освещенными остатками космического обвала.
|
|
|
|
Два различных, сильных столкновения породили два светящихся облака обломков в одной и той же планетной системе. Открытие дает уникальную возможность в режиме реального времени взглянуть на механизмы формирования планет и состав материалов, которые объединяются, образуя новые миры. Исследование опубликовано в журнале Science.
|
|
|
|
"Обнаружение нового источника света в пылевом поясе вокруг звезды было неожиданным. Мы этого совсем не ожидали", - сказал Ван.
|
|
|
|
"Наша основная гипотеза заключается в том, что за последние два десятилетия мы наблюдали два столкновения планетезималей — небольших скалистых объектов, подобных астероидам. Столкновения планетезималей - чрезвычайно редкие события, и это первый случай, когда мы наблюдаем их за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
|
|
|
"Изучение столкновений планетезималей важно для понимания того, как образуются планеты. Это также может рассказать нам о структуре астероидов, что является важной информацией для программ планетарной защиты, таких как тест на двойное перенаправление астероидов (DART)".
|
|
|
|
"Это, безусловно, первый раз, когда я вижу, как светящаяся точка появляется из ниоткуда в экзопланетной системе", - сказал ведущий автор Пол Калас, астроном из Калифорнийского университета в Беркли.
|
|
|
|
- Он отсутствует на всех наших предыдущих снимках с "Хаббла", а это означает, что мы только что стали свидетелями мощного столкновения двух массивных объектов и огромного облака обломков, не похожего ни на что в нашей солнечной системе на сегодняшний день".
|
|
|
|
Эксперт по визуализации экзопланет, Ванг является доцентом физики и астрономии в Северо-Западном колледже искусств и наук имени Вайнберга и членом Центра междисциплинарных исследований в области астрофизики (CIERA).
|
|
|
|
Место происшествия
|
|
|
|
В течение многих лет астрономы ломали голову над ярким объектом под названием Фомальгаут b, кандидатом в экзопланету, находящимся недалеко от звезды Фомальгаут. Расположенный всего в 25 световых годах от Земли в созвездии Большой Рыбы, Фомальгаут более массивен, чем Солнце, и окружен сложной системой пылевых поясов обломков.
|
|
|
|
"Система имеет один из самых больших пылевых поясов, о которых мы знаем", - сказал Ван, который является частью команды, наблюдавшей за системой в течение двух десятилетий. "Это делает ее легкой мишенью для изучения".
|
|
|
|
С момента открытия Фомальгаута b в 2008 году астрономы изо всех сил пытались определить, действительно ли это планета или большое расширяющееся облако пыли.
|
|
|
|
В 2023 году исследователи использовали HST для дальнейшего изучения странного источника света. Удивительно, но его там больше не было. Но другая яркая точка света появилась в несколько ином месте внутри той же системы.
|
|
|
|
"С помощью этих наблюдений мы первоначально намеревались наблюдать за Фомальгаутом b, который, как мы первоначально думали, был планетой", - сказал Ван.
|
|
|
|
"Мы предположили, что яркий свет был Фомальгаутом b, потому что это известный источник в системе. Но, тщательно сравнив наши новые снимки с предыдущими, мы поняли, что это не может быть один и тот же источник. Это было захватывающе и заставило нас почесать в затылках."
|
|
Двойные неприятности
|
|
|
|
Исчезновение Фомальгаута b (теперь называемого Fomalhaut cs1) подтверждает гипотезу о том, что это было рассеивающееся пылевое облако, вероятно, образовавшееся в результате столкновения. Появление второй светящейся точки (теперь называемой Фомальгаут cs2) еще раз подтверждает теорию о том, что это не планеты, а пыльные остатки драматических столкновений между планетезималями — каменистыми строительными блоками планет.
|
|
|
|
Местоположение и яркость Фомальгаута cs2 имеют поразительное сходство с первоначальными наблюдениями Фомальгаута cs1, полученными двумя десятилетиями ранее. С помощью визуализации системы команда смогла рассчитать, насколько часто происходят такие столкновения планетезималей.
|
|
|
|
"Теория предполагает, что каждые 100 000 лет или дольше должно происходить одно столкновение. Здесь, за 20 лет, мы наблюдали два", - сказал Калас.
|
|
|
|
"Если бы у вас был видеофильм за последние 3000 лет, и он был ускорен так, что каждый год длился бы доли секунды, представьте, сколько вспышек вы бы увидели за это время. Планетная система Фомальгаута сверкала бы от этих столкновений".
|
|
|
|
Каким бы невероятным это ни казалось, Ванг помог обосновать это необычное явление. Он предоставил один из четырех независимых анализов, подтверждающих, что астрономы обнаружили два кратковременных события в пылевом поясе Фомальгаута.
|
|
|
|
"Мы впервые видим нечто подобное", - сказал Ван. "Итак, мы должны были убедиться, что можем доверять нашим изображениям и что мы правильно измеряем свойства столкновения. Я подсчитал цифры, чтобы показать, что все четыре независимых анализа уверенно обнаруживают новый источник в окрестностях звезды".
|
|
|
|
Поучительная история
|
|
|
|
В то время как открытие предоставляет редкую лабораторию для наблюдения за столкновениями в действии, оно также подчеркивает возможность неправильного толкования пылевых последствий таких столкновений как реальных планет, отражающих звездный свет.
|
|
|
|
Поскольку телескопы следующего поколения, включая Гигантский телескоп Магеллана, нацелены на получение прямых изображений планет, находящихся в обитаемой зоне, вокруг близлежащих звезд, понимание и умение отличать эти временные облака столкновений от настоящих экзопланет будет иметь решающее значение.
|
|
|
|
"Фомальгаут cs2 выглядит в точности как экзопланета, отражающая звездный свет", - сказал Калас. "Изучая cs1, мы узнали, что большое пылевое облако может маскироваться под планету в течение многих лет. Это предостережение для будущих миссий, направленных на обнаружение внесолнечных планет в отраженном свете".
|
|
|
|
Несмотря на то, что Фомальгаут cs1 исчез из поля зрения, исследовательская группа продолжит наблюдения за системой Фомальгаут. Они планируют проследить эволюцию Фомальгаута cs2 и, возможно, раскрыть больше деталей о динамике столкновений в окрестностях звезды.
|
|
|
|
Для этих наблюдений Ван, Калас и их коллеги будут использовать камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), установленную на космическом телескопе Джеймса Уэбба НАСА (JWST).
|
|
|
|
Камера NIRCam может предоставить информацию о цвете, которую не смог получить спектрограф HST. Эти данные о цвете могут показать размер и состав пылевых частиц облака, в том числе о том, содержит ли облако воду и лед.
|
|
|
|
"Из-за возраста "Хаббла" он больше не может собирать надежные данные о системе", - сказал Ван. "К счастью, теперь у нас есть JWST. У нас есть утвержденная программа JWST для изучения этого столкновения планетезималей, чтобы понять новый околозвездный источник и природу двух столкнувшихся планетезималей-родителей".
|
|
|
|
Источник
|
