Астероиды столкнулись в соседней звездной системе
Только второй раз за всю историю столкновение двух астероидов наблюдалось вокруг чужой звезды, расположенной недалеко от границ Солнечной системы.
Эта звезда — Фомальгаут, всего лишь космический ребенок возрастом всего 440 миллионов лет, все еще окруженный диском обломков, оставшихся после ее формирования. Расположенный всего в 25 световых годах от нас Фомальгаут представляет собой прекрасную лабораторию для изучения дисковых процессов, которые являются предшественниками формирования планет.
И теперь космический телескоп Хаббл обнаружил событие, которое может быть одним из этих процессов: два куска камня, каждый из которых, по оценкам, имеет диаметр около 60 километров (37 миль). Если бы они не разбили друг друга в пыль, эти крошечные семена могли бы вырасти в планеты, вращающиеся вокруг звезды.
По теме: Что-то деформирует диск вокруг одной из самых ярких звезд на нашем небе
«Это, безусловно, первый раз, когда я когда-либо видел, как точка света появляется из ниоткуда в экзопланетной системе», — говорит астроном Пол Калас из Калифорнийского университета. Беркли.
«Его нет на всех наших предыдущих изображениях Хаббла, а это означает, что мы только что стали свидетелями жестокого столкновения двух массивных объектов и огромного облака обломков, не похожего ни на что сегодня в нашей Солнечной системе. Удивительно!»
Это не первое родео Фомальгаута. Еще в 2004 году астрономы заметили на ее орбите яркий объект планеты. Последующие наблюдения с использованием прямых изображений, сделанных в 2012 году, похоже, подтвердили это. Предполагаемому газовому гиганту Формальгауту b даже дали имя – Дагон.
Но к моменту новых наблюдений в 2014 году Дагон полностью исчез. Астрономы пришли к выводу, что лучшим объяснением исчезновения объекта было то, что это была вовсе не планета, а яркое, расширяющееся облако пыли, возникшее в результате сильного столкновения двух астероидов.
Перенесемся в 2023 год, когда Хаббл снова обратил свой взор на Фомальгаут, чтобы увидеть, не затеяла ли дурацкая звезда еще больше махинаций. Внимание, спойлер: махинации были в самом разгаре. В окрестностях звезды появилось пятно света, подозрительно похожее на Дагон.
«При этих наблюдениях нашей первоначальной целью было наблюдение за Фомальгаутом b, который мы изначально считали планетой», — говорит астроном Джейсон Ванг из Северо-Западного университета.
«Мы предположили, что яркий свет был Фомальгаутом b, потому что это известный источник в системе. Но после тщательного сравнения наших новых изображений с прошлыми изображениями мы поняли, что это не может быть то же самое. Это было одновременно захватывающе и заставило нас почесать затылки».
Калас и его коллеги назвали каплю Фомальгаут cs2, что означает «околозвездный источник 2»; Тем временем Дагон был понижен до Фомальгаута CS1. Покойся с миром, Дагон.
«Фомальгаут cs2 выглядит точно так же, как внесолнечная планета, отражающая звездный свет», — объясняет Калас. «Изучая cs1, мы узнали, что большое пылевое облако может маскироваться под планету в течение многих лет. Это предостережение для будущих миссий, целью которых будет обнаружение внесолнечных планет в отраженном свете».
Основываясь на наблюдениях «Хаббла», а также на предыдущих наблюдениях за изменениями, продемонстрированными cs1, исследователи подсчитали, что оба облака, вероятно, были результатом столкновений между небольшими телами одинакового размера. Оба, что интересно, также произошли в похожем месте на окраине диска Фомальгаута.
«Предыдущая теория предполагала, что должно происходить одно столкновение каждые 100 000 лет или дольше. Здесь, за 20 лет, мы видели два», — говорит Калас.
«Если бы у вас был фильм последние 3000 лет, и оно было ускорено так, что каждый год составлял доли секунды, представьте, сколько вспышек вы увидите за это время, планетная система Фомальгаута будет сверкать от этих столкновений».
Одно столкновение – отдельная точка данных – говорит вам, что это может произойти в конкретном наборе обстоятельств, при которых оно произошло. Второе столкновение открывает совершенно новый мир. Второе столкновение дает вам статистику.
«Захватывающим аспектом этого наблюдения является то, что оно позволяет исследователям оценить как размер сталкивающихся тел, так и количество их в диске — информацию, которую практически невозможно получить любым другим способом», — говорит астроном Марк Вятт из Кембриджского университета в Великобритании.
«По нашим оценкам, количество планетезималей, которые были уничтожены, чтобы создать cs1 и cs2, составляет всего 37 миль или 60 километров в поперечнике, и мы делаем вывод, что в системе Фомальгаут вращается 300 миллионов таких объектов».
Непосредственное окружение звезды, безусловно, интересно. Другие недавние наблюдения показали, что диск имеет концентрические разрывы – признак того, что что-то очищает от мусора, возможно, формирующаяся планета, сметающая траекторию своей орбиты. Однако сами планеты еще предстоит увидеть.
Между тем, наблюдения JWST 2023 года показали большой сгусток пыли в том же внешнем кольце, в котором появились cs1 и cs2. Астрономы в то время объяснили это еще одним столкновением, хотя эта интерпретация еще не подтверждена.
Хотя Фомальгаут поднимает множество вопросов, на которые нам еще предстоит найти ответы, возникающая картина предполагает динамическую среду, которая может указывать на раннее формирование планет.
«Эта система представляет собой природную лабораторию для исследования того, как планетезимали ведут себя при столкновениях, что, в свою очередь, говорит нам о том, из чего они состоят и как они образовались», — говорит Вятт. — говорит.
Исследователи продолжат использовать телескоп «Хаббл» и JWST для наблюдения за CS2, чтобы увидеть, как он будет развиваться в ближайшие годы.
«Мы будем отслеживать CS2 на предмет любых изменений в его форме, яркости и орбите с течением времени», — говорит Калас. «Вполне возможно, что CS2 начнет приобретать более овальную или кометную форму, поскольку пылинки будут выталкиваться наружу под давлением звездного света».
Исследование было опубликовано в журнале Science.
