Инфракрасный космический телескоп обнаружил возможные отпечатки планетарной системы в пылевых кольцах вокруг молодой звезды.
На протяжении всей зафиксированной истории главным притязанием Фомальгаута на славу было его звание самой изолированной звезды 1-й величины на небе. Светило южной рыбы Piscis Austrinus одиноко стоит осенними вечерами, как маяк на южном небосклоне среди небольшого количества менее впечатляющих солнц.
Затем, 40 лет назад, астрономы обнаружили избыточное инфракрасное излучение, исходящее от звезды. Когда ученые направили в его сторону все более мощные телескопы, появилось изображение обычного в остальном солнца, окруженного диском из теплой пыли.
Теперь исследователи нацелились на эту близлежащую звезду с помощью своего новейшего и величайшего инфракрасного прибора — космического телескопа Джеймса Уэбба. Снимки JWST обнаружили не один, а три вложенных пояса теплой пыли, окружающих Фомальгаут, два внутренних из которых никогда ранее не были замечены. Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что планеты формируют диск обломков.
Ошеломляющее открытие
Современная история Фомальгаута начинается в 1983 году. Именно тогда инфракрасный астрономический спутник НАСА провел обследование всего неба в поисках источников инфракрасного излучения. Никто не ожидал увидеть много такого, что исходит от относительно горячих звезд, таких как Фомальгаут. Но не тут-то было: сильный сигнал, который мог означать только теплую пыль, вероятно, в диске обломков, образовавшемся в результате столкновения астероидов и комет, оставшихся после образования планет, и измельчения их на более мелкие частицы.
В последующие десятилетия астрономы исследовали Фомальгаут во всем электромагнитном спектре, от оптического до инфракрасного и радио. Наблюдения выявили узкое кольцо, расположенное между 136 и 150 астрономическими единицами от звезды (1 астрономическая единица, или AU, равна 93 миллионам миль [150 миллионам километров]).
Вот тут-то и вступает в дело JWST. Благодаря инфракрасной чувствительности, точно настроенной на излучение теплой пыли, и гигантскому 6,5-метровому зеркалу, позволяющему различать мельчайшие детали, космический телескоп оказался идеальным инструментом для изучения структуры диска обломков Фомальгаута.
Наблюдения показывают, что ранее замеченное узкое кольцо находится за пределами двух меньших поясов, расположенных ближе к звезде. Во многих отношениях она имитирует структуру нашей собственной Солнечной системы. Внешнее кольцо напоминает наш пояс Койпера, который начинается сразу за орбитой Нептуна на расстоянии 30 а.е. и простирается до 55 а.е. Аналог Фомальгаута простирается почти в три раза дальше. Нептун формирует внутренний край пояса Койпера — может ли невидимая планета выполнить ту же задачу на Фомальгауте? В этом кольце находится большое пылевое облако, а за его пределами находится слабое гало.
Внутренние пояса - это откровение, которое никогда не было замечено до этих первых наблюдений. Внутренний диск выглядит чем-то похожим на наш пояс астероидов, хотя Фомальгаут снова простирается гораздо дальше, примерно от 10 до 73 а.е. (Наш главный пояс простирается от 2,1 до 3,3 а.е., и Юпитер охраняет его внешний край.)
Вот тут-то и начинается самое интересное. Заметный зазор окружает внутренний диск и тянется примерно на 10 а.е. За пределами этого ненаселенного региона находится промежуточный пояс, который простирается от 83 до 104 а.е. Эта структура окружена еще большей пустотой, пока вы не достигнете внешнего кольца. Этот разрыв, вероятно, является результатом гравитационного воздействия невидимой планеты с массой, не превышающей массу Сатурна.
“Пояса вокруг Фомальгаута - это своего рода детективный роман”, - сказал астроном Аризонского университета и член команды Джордж Рике в пресс-релизе. “Где находятся планеты? Я думаю, не будет большим преувеличением сказать, что вокруг звезды, вероятно, существует действительно интересная планетная система”. Член команды Шайлер Вольф из Университета Аризоны добавляет: “Мы определенно не ожидали более сложной структуры со вторым промежуточным поясом и более широким поясом астероидов”.
Действительно, у нашего Солнца нет ничего подобного этому двухъярусному поясу астероидов. И пока что это единственные две звезды, изученные с таким уровнем детализации, что заставляет астрономов задаваться вопросом, какая архитектура может быть более распространенной. Команда планирует понаблюдать за двумя другими покрытыми пылью звездами, Вегой и Эпсилоном (ϵ) Эридана, в ближайшем будущем, чтобы выяснить это.
