«Благодаря телескопам «Хаббл» и «Уэбб» мы получили очень чёткое изображение Веги. Это загадочная система, потому что она не похожа на другие околозвёздные диски, которые мы изучали, — сказал Андраш Гаспар из Университета Аризоны, член исследовательской группы. — Диск Веги гладкий, до смешного гладкий».
«Уэбб» видит инфракрасное свечение диска из частиц размером с песчинку, вращающихся вокруг раскалённой бело-голубой звезды, которая в 40 раз ярче нашего Солнца. «Хаббл» запечатлел внешний ореол этого диска с частицами размером с дым, которые отражают звёздный свет.
Распределение пыли в диске обломков Веги неоднородно, потому что давление звёздного света выталкивает более мелкие частицы быстрее, чем более крупные. «Разные типы физических процессов будут размещать частицы разного размера в разных местах, — сказала Шайлер Вольф из команды Университета Аризоны, ведущий автор статьи, в которой представлены результаты наблюдений «Хаббла». «Тот факт, что мы видим частицы пыли разного размера, может помочь нам понять динамику, лежащую в основе околозвёздных дисков».
В диске Веги есть небольшая брешь на расстоянии около 60 а.е. (астрономических единиц) от звезды (что в два раза больше расстояния от Нептуна до Солнца), но в остальном он очень ровный на всём протяжении, пока не теряется в сиянии звезды. Это показывает, что на больших орбитах, как в нашей Солнечной системе, нет планет массой хотя бы с Нептун, говорят исследователи.
«Мы видим в деталях, насколько разнообразны околозвёздные диски и как это разнообразие связано с планетарными системами, лежащими в их основе. Мы многое узнаём о планетарных системах — даже когда не можем увидеть то, что может быть скрытыми планетами, — добавил Су. — В процессе формирования планет ещё много неизвестного, и я думаю, что эти новые наблюдения с помощью «Веги» помогут уточнить модели формирования планет.»
Разнообразие дисков
Новообразующиеся звёзды поглощают материал из диска пыли и газа, который представляет собой сплющенный остаток облака, из которого они формируются. В середине 1990-х годов «Хаббл» обнаружил диски вокруг многих новообразующихся звёзд. Диски, вероятно, являются местами формирования, миграции, а иногда и разрушения планет.
У полностью сформировавшихся звёзд, таких как Вега, есть пылевые диски, обогащённые в результате постоянных столкновений между вращающимися вокруг них астероидами и обломками испаряющихся комет. Это изначальные тела, которые могут существовать до сих пор, несмотря на то, что Вега существует уже 450 миллионов лет (наше Солнце примерно в десять раз старше Веги).
Пыль в нашей Солнечной системе (видимая как зодиакальный свет) также пополняется за счёт малых тел, выбрасывающих пыль со скоростью около 10 тонн в секунду. Эта пыль перемещается планетами. Это позволяет обнаруживать планеты вокруг других звёзд, не видя их напрямую, — просто наблюдая за их воздействием на пыль.
«Вега по-прежнему необычна, — сказал Вольф. — Архитектура системы Веги заметно отличается от нашей Солнечной системы, где планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, удерживают пыль от распространения так, как это происходит с Вегой».
Для сравнения: ближайшая к нам звезда Фомальгаут находится примерно на том же расстоянии, имеет тот же возраст и температуру, что и Вега. Но околозвёздная архитектура Фомальгаута сильно отличается от архитектуры Веги. У Фомальгаута есть три вложенных друг в друга пояса обломков.
Предполагается, что планеты, вращающиеся вокруг Фомальгаута, гравитационно удерживают пыль в кольцах, хотя ни одна планета пока не была идентифицирована. «Учитывая физическое сходство звёзд Веги и Фомальгаута, почему Фомальгаут, по-видимому, смог сформировать планеты, а Вега — нет?» — сказал член исследовательской группы Джордж Рике из Университета Аризоны.
«В чём разница? Создала ли эту разницу околозвёздная среда или сама звезда? Загадочно то, что в обоих случаях действует одна и та же физика», — добавил Вольф.
Первый намек на возможные планетарные строительные площадки
Вега, расположенная в летнем созвездии Лиры, является одной из самых ярких звёзд на северном небе. Вега легендарна, потому что она стала первым доказательством того, что вокруг звезды может вращаться материя — предположительно, вещество для формирования планет — как потенциальных мест обитания жизни.
Впервые об этом предположил Иммануил Кант в 1775 году. Но прошло более 200 лет, прежде чем в 1984 году были собраны первые наблюдательные данные. С помощью инфракрасного астрономического спутника IRAS (Infrared Astronomy Satellite) НАСА было обнаружено загадочное избыточное количество инфракрасного света от тёплой пыли. Это было интерпретировано как оболочка или диск из пыли, простирающиеся на два радиуса орбиты Плутона от звезды.
В 2005 году инфракрасный космический телескоп НАСА «Спитцер» составил карту кольца пыли вокруг Веги. Это было дополнительно подтверждено наблюдениями с помощью субмиллиметровых телескопов, в том числе субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института на горе Мауна-Кеа на Гавайях, а также Большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решётки Атакама (ALMA) в Чили и космического телескопа «Гершель» (Европейского космического агентства). Однако ни один из этих телескопов не смог разглядеть детали.
«Совместные наблюдения «Хаббла» и «Уэбба» дают гораздо больше деталей, которые рассказывают нам о системе «Вега» что-то совершенно новое, чего никто раньше не знал», — сказал Рике.
Источник: Центр космических полётов Годдарда НАСА
На изображении:
[слева] Снимок космического телескопа «Хаббл» в псевдоцвете, на котором виден пылевой диск шириной 100 миллиардов миль вокруг летней звезды Вега. «Хаббл» регистрирует отражённый свет от пыли размером с частицу дыма, которая в основном находится в ореоле на периферии диска. Диск очень ровный, без признаков крупных планет. Чёрное пятно в центре перекрывает яркое свечение горячей молодой звезды.
[справа] Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал свечение тёплой пыли в гало-диске на расстоянии 23 миллиарда миль. Внешний диск (аналогичный поясу Койпера в Солнечной системе) простирается от 7 до 15 миллиардов миль. Внутренний диск простирается от внутреннего края внешнего диска до непосредственной близости к звезде. Яркость поверхности внутреннего диска заметно снижается примерно с 3,7 до 7,2 миллиарда миль. Чёрное пятно в центре связано с отсутствием данных из-за насыщения.
Фото: NASA, ESA, CSA, STScI, С. Вольф (Аризонский университет), К. Су (Аризонский университет), А. Гаспар (Аризонский университет)
Дополнительные материалы
