Международная группа астрофизиков под руководством учёных из Тринити-колледжа в Дублине впервые получила чёткие изображения большого количества экзокометных поясов вокруг близлежащих звёзд. Снимки показывают свет, излучаемый в поясах, окружающих 74 близлежащие звезды разного возраста — от только что сформировавшихся до зрелых систем, подобных Солнечной системе.
Исследование REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) стало значительной вехой в изучении экзокометных поясов, поскольку полученные изображения и анализ показывают, где именно расположены фрагменты и, следовательно, экзокометы. Они обычно находятся на расстоянии от десятков до сотен астрономических единиц (расстояние от Земли до Солнца) от своей центральной звезды.
В этих регионах настолько холодно (от -250 до -150 градусов Цельсия), что большинство соединений, включая воду, замерзают в виде льда на экзокометах. Таким образом, астрофизики наблюдают расположение ледяных резервуаров планетарных систем. REASONS — первая программа, раскрывающая структуру этих поясов для большой выборки из 74 экзопланетных систем.
Для получения изображений использовались радиотелескопы ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в пустыне Атакама в Чили и SMA (Submillimeter Array) на Гавайях. Оба наблюдают электромагнитное излучение на миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн. Полученные снимки предоставили больше информации о популяциях экзокомет, чем когда-либо прежде.
«Экзокометы — это валуны из камня и льда размером не менее 1 км, которые сталкиваются друг с другом внутри этих поясов, образуя фрагменты, которые мы наблюдаем с помощью телескопов ALMA и SMA. Экзокометные пояса обнаружены как минимум у 20% планетых систем, включая Солнечную систему», — пояснил Лука Матра, доцент Школы физики Тринити-колледжа и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics.
Доктор Себастьян Марино, научный сотрудник Королевского общества в Университете Эксетера и соавтор исследования, добавил: «Изображения показывают удивительное разнообразие структуры поясов. Некоторые представляют собой узкие кольца, подобно поясу Эджворта — Койпера в нашей Солнечной системе. Но большее их число широкие и, вероятно, лучше описываются как "диски", а не кольца».
Некоторые системы имеют несколько колец или дисков, часть из которых эксцентричны, что свидетельствует о наличии пока что не обнаруженных планет, гравитация которых влияет на распределение фрагментов в этих системах.
«Сила такого масштабного исследования, как REASONS, заключается в выявлении свойств и тенденций, характерных для всей популяции. Например, оно подтвердило, что количество объектов уменьшается в более старых планетарных системах по мере истощения запаса крупных экзокомет, сталкивающихся друг с другом, но впервые показало, что это уменьшение происходит быстрее, если пояс находится ближе к центральной звезде. Оно также косвенно показало — через вертикальную толщину поясов — что в этих поясах, вероятно, присутствуют объекты размером от 140 км до размеров Луны», — пояснил профессор Матра.
Доктор Дэвид Уилнер, старший астрофизик Центра астрофизики Гарвард-Смитсоновского института, подчеркнул: «Такие массивы телескопов, как ALMA и SMA, использованные в этой работе, являются необычайными инструментами, которые продолжают давать нам невероятные новые представления о Вселенной и её устройстве. Исследование REASONS потребовало усилий большого сообщества и имеет большую ценность наследия с множеством потенциальных путей для будущих исследований».