Астрономы сначала предположили, что обнаруженный ими объект — новая экзопланета, но на самом деле это невиданное ранее лобовое столкновение космических объектов. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Science, учёные описывают последствия двух отдельных столкновений между двумя небольшими каменистыми космическими объектами, называемыми планетезималями. Однако их выводы стали возможны благодаря высококачественным изображениям, полученным с помощью космического телескопа «Хаббл».
Небесная сага
Эта история началась почти 20 лет назад. В 2008 году астрономы обнаружили необъяснимый яркий объект в созвездии Южной Рыбы, расположенный в 25 световых годах от Земли. Эксперты назвали его Фомальгаут b, но не были уверены, что это такое. Первоначальный анализ показал, что это может быть новая экзопланета, даже больше нашего Солнца. В то же время окружающее его облако пыли намекало на то, что Фомальгаут b — это расширяющееся пылевое образование.
«Система имеет один из самых больших пылевых поясов, которые мы знаем. Это делает её лёгкой мишенью для изучения», — объяснил Джейсон Ван, астрофизик из Северо-Западного университета и соавтор исследования.
После нескольких лет периодических наблюдений у команды Вана в 2023 году появилась возможность использовать мощные линзы космического телескопа «Хаббл» для изучения тайны. Но когда «Хаббл» направил своё оборудование на координаты Фомальгаут b, его там не оказалось. Вместо этого телескоп обнаружил яркое пятно света в немного другом, соседнем месте.
«Мы предположили, что яркий свет — это Фомальгаут b, потому что это известный источник в системе. Но, тщательно сравнив наши новые изображения с прошлыми, мы поняли, что это не может быть одним и тем же источником», — сказал Ван. «Это было и волнительно, и заставило нас задуматься».
«Это, безусловно, первый раз, когда я видел, как точка света появляется из ниоткуда в экзопланетной системе», — добавил астроном из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования Пол Кала. «Её нет на всех наших предыдущих изображениях «Хаббла».
Новые открытия
Дальнейший анализ убедительно показывает, что объект, теперь классифицируемый как Фомальгаут cs1, никогда не был экзопланетой. Более вероятное объяснение состоит в том, что первые наблюдения в 2008 году продемонстрировали ранние результаты впечатляющего столкновения с участием меньших по размеру каменистых компонентов раннего планетарного развития, называемых планетезималями. Недавние снимки «Хаббла» показывают рассеивающиеся остатки этого столкновения.
Более того, Фомальгаут cs2 демонстрирует черты, чрезвычайно напоминающие Фомальгаут cs1, который также изучался два десятилетия назад. Предыдущие теории предполагали, что такой тип столкновения должен происходить в регионе примерно раз в 100 000 лет. Однако исследователи подсчитали другую оценку после изучения системы.
«Здесь, за 20 лет, мы увидели два таких события», — сказал Кала. «Если бы у вас был фильм о последних 3 000 годах, и он был бы ускорен так, что каждый год был бы долей секунды, представьте, сколько вспышек вы бы увидели за это время. Планетарная система Фомальгаута сверкала бы такими столкновениями».
Хотя поначалу в это было трудно поверить, четыре независимых анализа данных подтвердили их выводы: в Фомальгауте недавно произошли два отдельных переходных события с участием планетезималей.
«Это первый раз, когда мы видим что-то подобное», — добавил Ван.
С подтверждением столкновений в Фомальгауте астрофизики могут начать использовать данные для улучшения планетарных моделей, а также более точного определения потенциальных экзопланет. По словам Кала, загадка, над которой учёные бились несколько десятилетий, также служит примером трудностей, с которыми приходится сталкиваться при поиске космоса.
«Фомальгаут cs2 выглядит в точности как экзопланета, отражающая звёздный свет», — сказал он. «Из того, что мы узнали, изучая cs1, следует, что большое пылевое облако может выдавать себя за планету в течение многих лет. Это предостережение для будущих миссий, направленных на обнаружение экзопланет в отражённом свете».