Астрономы сначала предположили, что обнаруженный ими объект — новая экзопланета. Однако 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 открытия стали возможны благодаря снимкам, сделанным космическим телескопом «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 бурлящее облако обломков намекало на то, что Фомальгаут b — это расширяющееся пылевое образование.
«В этой системе один из самых больших пылевых поясов, которые мы знаем. Это делает её лёгкой мишенью для изучения», — объяснил Джейсон Ванг, астрофизик из Северо-Западного университета и соавтор исследования.
После нескольких лет периодических наблюдений у команды Ванга в 2023 году появилась возможность использовать мощные линзы космического телескопа «Хаббл» для изучения загадки. Но когда «Хаббл» направил своё оборудование на координаты Фомальгаут b, его там не оказалось. Вместо этого телескоп зафиксировал яркое пятно света в немного другом, соседнем месте.
«Мы предположили, что яркий свет — это Фомальгаут b, потому что это известный источник в системе. Но, внимательно сравнив наши новые снимки с прошлыми изображениями, мы поняли, что это не может быть одним и тем же источником», — сказал Ванг. «Это было и захватывающе, и заставляло нас ломать голову».
«Это, безусловно, первый раз, когда я когда-либо видел, как точка света появляется из ниоткуда в экзопланетной системе», — добавил астроном из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования Пол Кала́с. «Её нет на всех наших предыдущих снимках „Хаббла“».
Открытие
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, каменистых компонентов раннего планетарного развития, называемых планетезималями. Более свежие 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 раз в 100 000 лет или около того. Однако исследователи подсчитали другую оценку после изучения системы.
«Здесь, за 20 лет, мы увидели два таких события», — сказал Кала́с. «Если бы у вас был фильм о последних 3 000 годах, и он был ускорен так, что каждый год был бы долей секунды, представьте, сколько вспышек вы бы увидели за это время. Планетарная система Фомальгаута искрилась бы такими столкновениями».
Хотя сначала в это было трудно поверить, четыре независимых анализа данных подтвердили их выводы: недавно в Фомальгауте произошли два отдельных кратковременных события с участием планетезималей.
«Это первый раз, когда мы видим что-то подобное», — добавил Ванг.
С подтверждением столкновений в Фомальгауте астрофизики могут начать использовать данные для улучшения планетарных моделей, а также более точного определения потенциальных экзопланет. По словам Кала́са, загадка, над которой учёные бились несколько десятилетий, также служит примером трудностей, связанных с поиском космоса.
«Фомальгаут cs2 выглядит точно так же, 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».