Астрономы получили новое понимание хаоса, который окружает яркую звезду Фомальгаут с помощью мощной космической обсерватории.
Фомальгаут, звезда, расположенная всего в 25 световых годах от нас, настолько ослепительно яркая, что затмевает слабый свет других звезд вокруг нее. Звездочеты были очарованы ее секретами на протяжении тысячелетий.
Теперь, с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, астрономы получили документальные доказательства того, что Фомальгаут является динамичной звездой, окруженной космическим хаосом. Инфракрасное зрение мощной обсерватории позволяет астрономам лучше понять особенности Фомальгаута, включая таинственное кольцо, не похожее ни на что, найденное в нашей Солнечной системе.
“Это сложно — столько всего происходит!” - сказал Андраш Гаспар, астроном из Университета Аризоны и один из авторов исследования с использованием наблюдений Уэбба, которое было опубликовано в понедельник в Nature Astronomy. “Мы впервые видим такие структуры в развитой системе”.
Полученные данные могут способствовать решению экзистенциальной головоломки: насколько странной или обычной является наша Солнечная система? “Трудно делать выводы о том, обычны мы или нет, везде ли наша специфическая конфигурация или нигде”, - сказала Джесси Кристиансен, научный сотрудник проекта NASA Exoplanet Archive, которая не участвовала в новом исследовании.
Фомальгаут находится в южном созвездии Австралийской рыбы. Возраст звезды составляет 440 миллионов лет — она молода по сравнению с нашим солнцем возрастом 4,6 миллиарда лет. Но Фомальгаут - это тип звезды, которая живет не более миллиарда лет. Это означает, что, как и солнце, она находится на полпути к своей ожидаемой звездной жизни.
К счастью для живых существ в нашей Солнечной системе, на солнце нет признаков кризиса среднего возраста. За исключением случайных столкновений с астероидом или кометой, большинство крупных объектов придерживаются своих орбитальных линий. Большая часть облака обломков, скрывающего молодые звезды, застыла эоны назад в восемь отдельных планет, причем основными оставшимися полями космических обломков являются пояс скалистых астероидов между Марсом и Юпитером и ледяной пояс Койпера за Нептуном.
Фомальгаут предлагает более безрассудный взгляд на средний возраст и контрастирует с нашей упорядоченной планетной системой. Но только недавно технология догнала астрономические амбиции по пониманию рассеянного окружения звезды.
Для нового исследования доктор Гаспар и его команда направили прибор Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне на Фомальгаут. В отличие от более ранних космических и наземных телескопов, Webb может обнаруживать слабейшее инфракрасное свечение, испускаемое пыльными обломками, — и он обнаружил не одно, а три вложенных кольца разрушений вокруг Фомальгаута.
Внутреннее кольцо аналогично нашему поясу астероидов, в то время как внешнее кольцо сравнимо с поясом Койпера Солнца. Но на Фомальгауте также есть промежуточная полоса обломков между ними, скорее всего, представляющая собой смесь ледяной и скалистой эфемеры.
В Солнечной системе отсутствует эта надстройка, “отчасти потому, что в середине у нас есть эти большие гудящие планеты” — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. “Это прояснило ситуацию”, — сказал Брюс Макинтош, директор обсерваторий Калифорнийского университета, который не принимал участия в исследовании.
Промежуток между внутренним и промежуточным кольцами Фомальгаута, возможно, был образован планетой. Но прямых доказательств существования каких-либо миров увидеть не удалось. К этому моменту жизненного цикла Фомальгаута большинство планет остыли бы, и только одна, во много раз превышающая Юпитер, все еще была бы достаточно горячей, чтобы ее можно было обнаружить инфракрасным прибором Уэбба.
“Вы могли бы спрятать Юпитеры там, повсюду, и никто бы не узнал”, - сказал доктор Макинтош.
Промежуточный пояс также находится там, где охотники за экзопланетами когда-то думали, что видели мир, который они назвали Фомальгаут б. Но в 2020 году доктор Гаспар и его коллеги предположили, что то, что другие ученые когда-то считали неповрежденной экзопланетой, на самом деле было расширяющимся облаком обломков, созданным в результате эпического столкновения.
Проблема с этой идеей заключалась в том, что эта часть космоса выглядела пустой, поэтому казалось маловероятным, что двум объектам удалось столкнуться друг с другом. Открытие командой промежуточного пояса обломков теперь предложило решение.
“Теперь мы знаем, что там есть что-то”, - сказал доктор Кристиансен из архива НАСА. “Хорошо, значит, это столкновение — мы наконец-то можем положить этому конец”.
Катастрофические столкновения происходят не только вблизи звезды. То, что выглядит как огромный пылевой вихрь во внешнем поясе, может быть призраком другого гигантского столкновения.
“Это просто круто”, - сказал доктор Кристенсен. “Что это? Это очень заманчиво ”.
Астрономы в восторге от того, что телескоп Уэбба предлагает место в первом ряду для наблюдения за драмой этой звезды. Это также заставляет их оценить сравнительно спокойную природу Солнечной системы. На Фомальгауте будет “адский хаос”, сказал доктор Макинтош, добавив: “Если там и есть планеты, то они постоянно сталкиваются с астероидами”.