В фильме 1997 года «Контакт», адаптированном по роману Карла Сагана 1985 года, главная героиня ученого Элли Эрроуэй (в исполнении актера Джоди Фостер) отправляется в путешествие через червоточину, построенную космическими пришельцами, к звезде Вега. Она появляется в снежной буре обломков, окружающей звезду, но видимых планет не видно.
Похоже, создатели фильма все поняли правильно.
Команда астрономов из Университета Аризоны в Тусоне использовала космические телескопы НАСА «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» для беспрецедентного углубленного изучения диска обломков диаметром почти 100 миллиардов миль, окружающего Вегу.
«Благодаря телескопам «Хаббл» и «Уэбб» вы получаете очень четкое изображение Веги. Это загадочная система, потому что она не похожа на другие околозвездные диски, на которые мы смотрели», — сказал Андраш Гаспар из Университета Аризоны, член исследовательской группы. «Диск Веги гладкий, до смешного гладкий».
Большим сюрпризом для исследовательской группы стало отсутствие очевидных доказательств того, что одна или несколько крупных планет пропахивают обращенный лицом к диску диск, как снегоуборочные тракторы. «Это заставляет нас переосмыслить диапазон и разнообразие экзопланетных систем», — сказала Кейт Су из Университета Аризоны, ведущий автор статьи, в которой представлены результаты Уэбба.
Уэбб видит инфракрасное свечение диска частиц размером с песок, кружащегося вокруг шипящей бело-голубой звезды, которая в 40 раз ярче нашего Солнца. Хаббл запечатлел внешний ореол этого диска с частицами размером не больше консистенции дыма, отражающими звездный свет.
Распределение пыли в диске обломков Веги является послойным, поскольку давление звездного света выталкивает более мелкие зерна быстрее, чем более крупные. «Различные типы физики будут обнаруживать частицы разного размера в разных местах», — сказала Шайлер Вольф из команды Университета Аризоны, ведущий автор статьи, в которой представлены результаты Хаббла. «Тот факт, что мы видим различение размеров частиц пыли, может помочь нам понять основную динамику околозвездных дисков».
У диска Веги есть небольшой зазор, примерно в 60 а.е. (астрономических единицах) от звезды (вдвое больше расстояния Нептуна от Солнца), но в остальном он очень гладкий на всем протяжении, пока не теряется в сиянии звезды. Это показывает, что не существует планет, по крайней мере, массой до Нептуна, обращающихся по большим орбитам, как в нашей Солнечной системе, говорят исследователи.
«Мы подробно видим, насколько разнообразны околозвездные диски и как это разнообразие связано с лежащими в их основе планетными системами. Мы многое узнаем о планетных системах, даже когда не можем понять, что может быть скрытые планеты», — добавил Су. «В процессе формирования планет еще много неизвестного, и я думаю, что эти новые наблюдения Веги помогут ограничить модели формирования планет».
-
Уэбб получил это изображение околозвездного диска вокруг звезды Вега с помощью инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, С. Вольф (Университет Аризоны), К. Су (Университет Аризоны), А. Гаспар (Университет Аризоны).
-
Хаббл получил это изображение околозвездного диска вокруг звезды Вега с помощью спектрографа изображений космического телескопа (STIS). Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, С. Вольф (Университет Аризоны), К. Су (Университет Аризоны), А. Гаспар (Университет Аризоны).
Разнообразие дисков
Вновь образующиеся звезды аккумулируют материал из диска пыли и газа, который является сплющенным остатком облака, из которого они формируются. В середине 1990-х годов Хаббл обнаружил диски вокруг многих недавно образующихся звезд. Диски, вероятно, являются местом формирования, миграции и иногда разрушения планет.
Полностью созревшие звезды, такие как Вега, имеют пылевые диски, обогащенные постоянными столкновениями «бамперных автомобилей» с орбитальными астероидами и обломками испаряющихся комет. Это первичные тела, способные дожить до нынешнего 450-миллионного возраста Веги (наше Солнце примерно в десять раз старше Веги).
Пыль в нашей солнечной системе (называемая зодиакальным светом) также пополняется мелкими телами, выбрасывающими пыль со скоростью около 10 тонн в секунду. Эта пыль разносится планетами. Это обеспечивает стратегию обнаружения планет вокруг других звезд, не видя их напрямую, а просто наблюдая за воздействием, которое они оказывают на пыль.
«Вега по-прежнему остается необычной», — сказал Вольф. «Архитектура системы Веги заметно отличается от нашей солнечной системы, где планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, не дают пыли распространяться, как это происходит с Вегой».
Для сравнения, рядом есть звезда Фомальгаут, которая находится примерно на том же расстоянии, по возрасту и температуре, что и Вега. Но околозвездная архитектура Фомальгаута сильно отличается от архитектуры Веги. Фомальгаут имеет три вложенных друг в друга пояса обломков.
Предполагается, что планеты являются пастушьими телами вокруг Фомальгаута, которые гравитационно сжимают пыль в кольца, хотя ни одна планета еще не была точно идентифицирована. «Учитывая физическое сходство между звездами Веги и Фомальгаута, почему Фомальгаут, кажется, мог образовывать планеты, а Вега — нет?» сказал член команды Джордж Рике из Университета Аризоны, член исследовательской группы.
«В чем разница? Создала ли эту разницу околозвездная среда или сама звезда? Что озадачивает, так это то, что в обоих случаях действует одна и та же физика», — добавил Вольф.
Первый ключ к возможным строительным площадкам планет
Вега, расположенная в летнем созвездии Лиры, является одной из самых ярких звезд северного неба. Вега легендарна, потому что она предоставила первые доказательства существования материала, вращающегося вокруг звезды (предположительно материала, из которого создаются планеты) как потенциального места обитания жизни.
Впервые такая гипотеза была высказана Иммануилом Кантом в 1775 году. Но прошло более 200 лет, прежде чем первые наблюдательные данные были собраны в 1984 году. Загадочный избыток инфракрасного света от теплой пыли был обнаружен IRAS (Инфракрасный астрономический спутник) НАСА. Его интерпретировали как оболочку или диск пыли, простирающийся от звезды вдвое больше радиуса орбиты Плутона.
В 2005 году инфракрасный космический телескоп НАСА «Спитцер» нанес на карту кольцо пыли вокруг Веги. Это было дополнительно подтверждено наблюдениями с использованием субмиллиметровых телескопов, включая Субмиллиметровую обсерваторию Калифорнийского технологического института на Мауна-Кеа, Гавайи, а также Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA) в Чили и космический телескоп Гершель ЕКА (Европейского космического агентства), но ни один из этих телескопов не подтвердился. можно было увидеть много деталей.
«Совместные наблюдения Хаббла и Уэбба предоставляют настолько больше деталей, что говорят нам что-то совершенно новое о системе Вега, о чем никто раньше не знал», — сказал Рике.
Две статьи Вольфа и Су из команды из Аризоны доступны на сервере препринтов arXiv и будут опубликованы в The Astrophysical Journal.
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
