За допомогою потужної космічної обсерваторії астрономи отримали нове розуміння хаосу, який охоплює яскраву зірку Фомальгаут.
Нижні вставки збільшують Велику Пилову Хмару, а верхні вказують прогнозоване розташування планети Фомальгаут b під час спостережень.
Фомальгаут, зірка всього за 25 світлових років від нас, настільки сліпуче яскрава, що затьмарює слабке світло інших зірок навколо неї. Зіркогляди були в захваті від його таємниць протягом тисячоліть.
Тепер за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба астрономи задокументували докази того, що Фомальгаут є динамічною зіркою, оповитою космічним хаосом. Інфрачервоне бачення потужної обсерваторії дозволяє астрономам краще зрозуміти особливості Фомальгаута, включаючи таємниче кільце, яке не схоже ні на що в нашій Сонячній системі.
«Це складно — стільки всього відбувається!» сказав Андрас Гаспар , астроном з Університету Арізони та один з авторів дослідження, використовуючи спостереження Вебба, яке було опубліковано в понеділок у Nature Astronomy . «Ми вперше бачимо такі структури в розвиненій системі».
Ці знахідки можуть сприяти вирішенню екзистенціальної головоломки: наскільки дивною чи звичайною є наша Сонячна система? «Важко зробити висновки про те, чи є ми звичайними чи ні, наша конкретна конфігурація скрізь чи ніде», — сказала Джессі Крістіансен , науковий співробітник проекту NASA Exoplanet Archive, яка не брала участі в новому дослідженні.
Фомальгаут мешкає в південному сузір’ї Золотих Риб. Вік зірки 440 мільйонів років — молодий у порівнянні з нашим Сонцем, якому 4,6 мільярда років. Але Фомальгаут – це тип зірок, який живе не більше мільярда років. Це означає, що, як і Сонце, воно перебуває на півдорозі свого очікуваного зоряного життя.
На щастя для живих істот у нашій сонячній системі, сонце не демонструє ознак кризи середнього віку. Окрім випадкових зіткнень астероїдів чи комет , більшість великих об’єктів залишаються на своїх орбітальних смугах. Велика частина хмари уламків, що прикриває молодші зірки, застигла багато років тому у вісім окремих планет, причому основними залишками космічних уламків є скелястий пояс астероїдів між Марсом і Юпітером і крижаний пояс Койпера за Нептуном.
Фомальгаут пропонує більш безрозсудний погляд на середній вік і контраст із нашою впорядкованою планетарною системою. Але лише нещодавно технологія наздогнала астрономічні амбіції зрозуміти розкидане оточення зірки.
Для нового дослідження д-р Гаспар і його команда спрямували прилад середнього інфрачервоного діапазону Вебба на Фомальгаута. На відміну від попередніх космічних і наземних телескопів , Вебб може виявляти найслабше інфрачервоне світіння, випромінюване запиленим сміттям, і він виявив не одне, а три кільця руїн навколо Фомальгаута.
Внутрішнє кільце аналогічно нашому поясу астероїдів, тоді як зовнішнє кільце можна порівняти з поясом Койпера Сонця. Але у Фомальгаута також є проміжна сміттєва магістраль між ними, швидше за все, суміш крижаних і кам’янистих ефемер.
«Сонячній системі не вистачає цієї надбудови, «почасти тому, що ми маємо ці великі сигнальні планети в середині» — Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун — «це все прояснило», — сказав Брюс Макінтош, директор Каліфорнійського університету . Обсерваторії, які не брали участі в дослідженні.
Проміжок між внутрішнім і проміжним кільцями Фомальгаута, можливо, був висічений планетою. Але прямих доказів будь-яких світів побачити не вдалося. До цього моменту життєвого циклу Фомальгаута більшість планет охолонуть, і лише одна, у багато разів більша за Юпітер, буде достатньо гарячою, щоб її можна було виявити інфрачервоним приладом Вебба.
«Ви можете сховати Юпітери там всюди, і ніхто не дізнається», — сказав доктор Макінтош.
Проміжний пояс також є місцем, де мисливці за екзопланетами колись думали, що бачили світ, який вони назвали Фомальгаут b. Але в 2020 році доктор Гаспар і його колеги припустили, що те, що інші вчені колись вважали непошкодженою екзопланетою, насправді було розширюваною хмарою уламків, утвореною епічним зіткненням.
Проблема з цією ідеєю полягала в тому, що ця частина простору виглядала вільною, тому здавалося малоймовірним, що двом об’єктам вдалося врізатися один в одного. Відкриття командою проміжного поясу сміття тепер запропонувало рішення.
«Тепер ми знаємо, що там є щось», — сказав доктор Крістіансен з архіву NASA. «Добре, значить, це зіткнення — ми нарешті можемо покласти це на ліжко».
Катаклізм ближнього бою відбувається не просто поблизу зірки. Те, що виглядає як величезний вир пилу в зовнішньому поясі, може бути привидом іншого гігантського удару.
“Це просто круто”, – сказав доктор Крістенсен. “Що це? Це дуже спокусливо».
Астрономи в захваті від того, що телескоп Webb пропонує місце в першому ряду для драми цієї зірки. Це також змушує їх цінувати відносно спокійну природу Сонячної системи. «Фомальгаут був би «хаотичним, як пекло», — сказав доктор Макінтош, додавши: «Якщо там є планети, вони весь час отримують удари астероїдів».