By 
Астрономи використали космічний телескоп Джеймса Вебба NASA, щоб отримати зображення теплого пилу навколо сусідньої молодої зірки Фомальгаут, щоб вивчити в інфрачервоному світлі перший пояс астероїдів, який коли-небудь бачили за межами нашої Сонячної системи. Але, на їхній подив, пилові структури набагато складніші, ніж астероїди та пилові пояси Койпера нашої Сонячної системи. Загалом існує три вкладені пояси, що простягаються на 14 мільярдів миль (23 мільярди кілометрів) від зірки; це в 150 разів більше відстані Землі від Сонця. Масштаб зовнішнього поясу приблизно вдвічі перевищує масштаб пояса Койпера нашої Сонячної системи з малими тілами та холодним пилом за межами Нептуна. Внутрішні ремені, які ніколи раніше не бачили, були виявлені Веббом вперше.
Пояси оточують молоду гарячу зірку, яку можна побачити неозброєним оком як найяскравішу зірку в південному сузір’ї Золотої Риби. Пилові пояси є уламками від зіткнень більших тіл, аналогічних астероїдам і кометам, і їх часто описують як «уламкові диски». «Я б описав Фомальгаут як архетип уламкових дисків, знайдених в інших місцях нашої галактики, тому що він містить компоненти, подібні до тих, які ми маємо в нашій планетарній системі», — сказав Андраш Гаспар з Університету Арізони в Тусоні та провідний автор нової статті. описуючи ці результати. «Дивлячись на візерунки в цих кільцях, ми можемо почати робити невеликий ескіз того, як має виглядати планетна система — якби ми могли зробити досить глибоке зображення, щоб побачити підозрювані планети».
Космічний телескоп Хаббл і космічна обсерваторія Гершеля, а також велика міліметрова/субміліметрова матриця Атакама (ALMA) раніше зробили чіткі зображення зовнішнього поясу. Однак жоден із них не знайшов жодної внутрішньої конструкції. Внутрішні пояси були вперше дозволені Веббом в інфрачервоному світлі. «Вебб дійсно перевершує те, що ми можемо фізично розділити теплове світіння пилу в цих внутрішніх областях. Таким чином, ви можете побачити внутрішні пояси, які ми ніколи не могли бачити раніше», — сказав Шуйлер Вольф, інший член команди з Університету Арізони.
Hubble, ALMA та Webb об’єднуються, щоб скласти цілісне зображення дисків уламків навколо кількох зірок. «За допомогою Hubble і ALMA ми змогли отримати зображення багатьох аналогів поясу Койпера, і ми багато дізналися про те, як формуються та еволюціонують зовнішні диски», — сказав Вольфф. «Але нам потрібен Вебб, щоб дозволити нам сфотографувати близько десятка поясів астероїдів в інших місцях. Ми можемо дізнатися про внутрішні теплі області цих дисків стільки ж, скільки Хаббл і ALMA навчили нас про холодніші зовнішні області».
Ці пояси, швидше за все, вирізані гравітаційними силами, створеними невидимими планетами. Подібним чином у нашій Сонячній системі Юпітер охоплює пояс астероїдів, внутрішній край поясу Койпера виліплений Нептуном, а зовнішній край може пастися ще невидимими тілами за його межами. Коли Вебб зніме більше систем, ми дізнаємося про конфігурації їхніх планет.
Пилове кільце Фомальгаута було виявлено в 1983 році під час спостережень, проведених інфрачервоним астрономічним супутником NASA (IRAS). Існування кільця також було зроблено на основі попередніх спостережень із більшою довжиною хвилі за допомогою субміліметрових телескопів на Мауна-Кеа, Гаваї, космічного телескопа Spitzer NASA та субміліметрової обсерваторії Каліфорнійського технологічного інституту.
«Пояси навколо Фомальгаута — це свого роду таємничий роман: де планети?» сказав Джордж Ріке, інший член команди та американський науковий керівник Інфрачервоного приладу Вебба (MIRI), який зробив ці спостереження. «Я вважаю, що сказати, що навколо зірки, ймовірно, існує справді цікава планетна система», — це не дуже великий крок.
«Ми точно не очікували більш складної структури з другим проміжним поясом, а потім ширшим поясом астероїдів», — додав Вольф. «Ця структура дуже захоплююча, тому що щоразу, коли астроном бачить проміжок і кільця в диску, вони кажуть: «Там може бути вбудована планета, яка формує кільця!»
Вебб також зобразив те, що Гаспар назвав «великою пиловою хмарою», яка може бути доказом зіткнення, що відбувається в зовнішньому кільці між двома протопланетними тілами. Це відрізняється від передбачуваної планети, яку Хаббл вперше побачив усередині зовнішнього кільця у 2008 році. Подальші спостереження Хаббла показали, що до 2014 року об’єкт зник. Правдоподібна інтерпретація полягає в тому, що ця нещодавно виявлена особливість, як і попередня, є розширюваною хмарою дуже дрібних частинок пилу від двох крижаних тіл, які врізалися одне в одне.
Ідея протопланетного диска навколо зірки сягає кінця 1700-х років, коли астрономи Іммануїл Кант і П’єр-Сімон Лаплас незалежно один від одного розробили теорію про те, що Сонце та планети утворилися з обертової газової хмари, яка згорнулася та сплющилася під дією сили тяжіння. Уламкові диски розвиваються пізніше, після формування планет і розсіювання первинного газу в системах. Вони показують, що малі тіла, такі як астероїди, катастрофічно стикаються та подрібнюють свої поверхні у величезні хмари пилу та іншого сміття. Спостереження за їхнім пилом дають унікальні підказки щодо структури екзопланетної системи, яка досягає планет розміром із Землю та навіть астероїдів, які занадто малі, щоб їх можна було побачити окремо.
Comments