В астрономию вновь ворвалось событие, которое может изменить понимание процессов формирования планет и разрушения небесных тел. Всего в 25 световых годах от Земли, в созвездии Рыб Южных, учёные зафиксировали «беспрецедентное небесное явление» — яркую и разрушительную деятельность вокруг звезды, известной как «Глаз Саурона» благодаря своему внешнему виду. Обнаруженные явления связаны с небывалыми столкновениями между крупными каменистыми телами, что происходит в системе, напоминающей о ранней истории нашей Солнечной системы.

Обнаружение необычного явления

Астрономы, которые изначально ставили перед собой задачу обнаружения планеты вблизи звезды, неожиданно наткнулись на серию событий, которые не соответствовали существующим моделям. Вместо предполагаемой планеты, они увидели мощные выбросы пыли и обломков, вызванные столкновениями крупных планетезималей — больших каменных тел, являющихся предшественниками планет. Эти столкновения произошли в течение последних двух десятилетий и привлекли к себе огромное внимание научного сообщества.

Результаты наблюдений подтверждают, что в системе вокруг «Глаза Саурона» произошло сразу несколько столкновений, вызывающих образование огромных облаков пыли и обломков, рассеивающихся по орбите звезды. Это событие — настоящий прецедент в астрономических наблюдениях, так как подобные катаклизмы ранее фиксировались крайне редко и обычно на протяжении тысячелетий между ними.

Характеристика системы и её особенности

Система, вокруг которой происходят эти столкновения, известна как Fomalhaut — яркая звезда спектрального класса A, расположенная на расстоянии чуть более 25 световых лет от Земли. Её необычный внешний вид получил прозвище «Глаз Саурона» благодаря яркому кольцу пыли, окружающему звезду на расстоянии около 133 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна 150 миллионам километров, то есть расстоянию между Землёй и Солнцем). Это кольцо — характерное проявление протопланетных процессов, аналогичных тому, что происходило в нашей ранней солнечной системе примерно 4 миллиарда лет назад.

Образовавшись из миллионов столкновений ледяных и каменистых обломков, это пылевое кольцо является свидетельством постоянной борьбы между процессами создания и разрушения небесных тел. В этом смысле система Fomalhaut служит уникальной лабораторией для изучения ранних этапов формирования планет и последующих катастрофических событий.

Расследование двух столкновений

Основываясь на данных, собранных при помощи нескольких телескопов, ученые под руководством Пола Каласа из Калифорнийского университета в Беркли определили, что в этой системе произошло не одно, а сразу два значимых столкновения крупных планетезималей, которые получили названия Fomalhaut cs1 и Fomalhaut cs2. Эти столкновения имели место примерно 37 миллионов лет назад, и каждый из них вызвал огромные облака пыли, рассеивающиеся в космосе.

Научные модели показывают, что такие крупные столкновения должны происходить очень редко — примерно раз в 100 тысяч лет. А тут мы наблюдаем два таких события за два десятилетия, что ставит под сомнение существующие представления о скорости формирования и разрушения планетных тел.

Образцы выбросов и размеры образовавшихся облаков позволяют предположить, что каждый из столкновений был вызван столкновением больших планетезималей диаметром около 60 километров — примерно в четыре раза больше астероида, который в 66 миллионах лет назад уничтожил динозавров. Эти данные основаны на моделировании скоростей обломков и их орбитальных движений, а также на анализе размера пылевых частиц.

Миллионы подобных столкновений — реальность системы

По подсчетам ученых, в системе Fomalhaut за 440 миллионов лет своего существования произошло не менее 22 миллионов подобных катастроф. Это означает, что в динамике системы происходило больше глобальных разрушений, чем предполагается по классическим моделям формирования планет — где такие столкновения считались редкостью.

Также стоит отметить, что внутри системы насчитывается более 300 миллионов крупных тел размером около 37 миль (60 км). Они образуют так называемый «протопланетный пояс», подобный нашему поясу Койпера, и постоянно попадают в столкновения, создавая пыль и мусор. Мелкие частицы, образующиеся в результате таких столкновений, постоянно пополняют пылевое кольцо вокруг звезды.

Где скрыт будущий спутник или планета?

Несмотря на то, что некогда предполагаемый планетарный кандидат Fomalhaut b исчез — вероятно, разрушился в ходе столкновений — существует вероятность, что в системе скрыта неудовлетворительно обнаруженная планета или огромное небесное тело, влияющее на динамику столкновений. Согласно моделям, существует около 10% вероятности, что два крупные столкновения — это след активности невидимого «гравитационного каркаса», например, ещё не обнаруженного экзопланеты.

«Маловероятно, что такие массовые столкновения происходят случайно, их спровоцированы гравитационными возмущениями или присутствием невидимых объектов», — говорит исследователь Джейсон Ванг. Он предполагает, что подобные гравитационные взаимодействия могли бы кардинально менять орбиты планетезималей и усиливать столкновения в определенных районах системы.

Значение открытия для поиска экзопланет

Данное исследование имеет важное значение не только для понимания процессов формирования планет, но и для методов поиска экзопланетных тел. Яркое свечение облаков пыли и разрушенных тел, попадающих в поле зрения современных телескопов, зачастую спутывает ученых и маскирует настоящих планет. Например, в системе «Глаз Саурона» пылевые облака, возникшие в результате столкновений, могут выглядеть как светящиеся точки, похожие на обращенные к нам массивные планеты.

Это подчеркивает необходимость аккуратной интерпретации данных при прямых наблюдениях и важность моделирования динамических процессов, чтобы отличать реальные планеты от промежуточных эффектов подобных столкновений.

Заключение

Обнаружение и изучение этих столкновений в системе Fomalhaut открывает новые горизонты в астрономии, помогая понять, как формируются планеты и как происходят разрушительные катаклизмы на ранних этапах их развития. Более того, она учит нас правильно интерпретировать сигналы, поступающие от далеких звездных систем, и избегать ошибок, связанных с ложными признаками наличия планет.

Абсолютно очевидно, что такие события — ключ к разгадке загадки возникновения и эволюции небесных тел, и они требуют дальнейшего детального изучения при помощи новых технологий и междисциплинарных подходов. В будущем, возможно, мы сможем открыть «невидимые» планеты, влияющие на развитие систем, подобных «Глазу Саурона», и понять, насколько хаотичным и богатым на события был наш космический дом миллиарды лет назад.