Международная команда астрономов, использующая Атакамскую Большую Миллиметровую/субмиллиметровую Решетку (ALMA), получила первый четкий снимок остаточного кольца из пыли, обломков и комет, окружающего звезду Фомальгаут, и обнаружила сходство между химическим составом содержимого диска и комет нашей Солнечной системы. Новость об открытии опубликована на официальном сайте обсерватории ALMA.

“С помощью ALMA мы получили четкое изображение полностью сформированного диска вокруг звезды Фомальгаут”, — говорит астроном Мередит МакГрегор, ведущий автор исследования. — “Он расскажет нам о планетарной системе вокруг звезды, отвечающей за своеобразный внешний вид этого кольца”.

Звезда Фомальгаут и первые наблюдения ALMA

Фомальгаут — относительно молодая звезда, которая находится от нас в 22 световых годах. Ее возраст насчитывает от 250 до 350 миллионов лет. Она более чем в 2 раза тяжелее Солнца, и светит в 16 раз ярче нашего светила, что делает ее одной из самых ярких звезд на ночном небе.

Впервые ALMA наблюдала за этой звездой в 2012 году, когда обсерватория еще не была достроена. В то время ученые смогли разглядеть лишь часть пылевого диска, однако и этого хватило, чтобы сделать некоторые выводы о структуре кольца.

Так выяснилось, что частицы пыли в диске удерживаются внутри кольца гравитацией двух планет, одна из которых находится к родительскому светилу ближе, чем диск, а другая расположена за ним.

Мередит МакГрегор и ее коллеги, используя новые данные с телескопов ALMA и компьютерное моделирование, смогли рассчитать местоположение кольца и его размеры. Оказалось, что диск удален от звезды на расстояние в 20 млрд. км, а его ширина равна 2 млрд. км.

“Эти расчеты в очередной раз доказывают, что кольцо удерживается гравитационным воздействием двух планет системы”, — говорит МакГрегор.

Наблюдения ALMA за кольцом вокруг Фомальгаут также продемонстрировали эффект так называемого «свечения апоцентра», предсказанного еще в 2016 году Маргарет Пан, ученым из Массачусетского технологического института в Кембридже.

Как и космические тела с вытянутыми орбитами, пылевой материал в диске на большем удалении от своей родительской звезды перемещается медленнее. По мере того, как движение пыли по кольцу замедляется, пыль накапливается, образуя более плотный слой. Эти плотные области в отдаленных частях диска отражают больше света, поэтому мы видим их более яркими.

“Мы полагаем, что такие диски образуются вокруг молодых звезд в результате столкновений комет и других более мелких тел. Появившиеся обломки поглощают свет родительской звезды и как бы переизлучают энергию на миллиметровых длинах волн в виде слабого свечения, которое мы и изучаем в нашей обсерватории”, — рассказывает Маргарет Пан.

Родные кометы

Работая с данными ALMA, ученые также установили, что в некоторых местах кольца с наибольшей концентрацией пыли присутствует монооксид углерода, или угарный газ.

“Мы обнаружили, что содержание угарного газа в кольце примерно такое же, как у комет в нашей системе. Родство по химическому составу, скорее всего, укажет на схожие условия образования комет в этой планетной системе и Солнечной”, — говорит Лука Марта, один из авторов исследования.

Ученые считают, что этот газ появляется либо из-за непрерывного столкновения небольших комет, или он оставлен в результате одной большой “аварии” суперкомет, в сотни раз более крупных, чем комета Хейла-Боппа.

По мнению ученых, кольцо вокруг Фомальгаута, а также его химическое родство могут указывать на то, что эта планетная система переживает позднюю тяжелую метеоритную бомбардировку, такую, какая произошла в Солнечной системе примерно от 4,1 до 3,8 млрд лет назад.