Астрономы объяснили неправильное кольцо космической «пасти южной рыбы»
Астрономы, использующие Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) в Чили, получили изображение с самым высоким на сегодняшний день разрешением необычной и загадочной архитектуры кометно-пылевого диска, окружающего Фомальгаут — одну из самых ярких звезд в нашем космическом окружении.
Звезда первой величины именуется также альфой Южной рыбы (α Piscis Austrinus, α PsA). По-арабски Фомальгаут означает «пасть южной рыбы». Он расположен всего в 25 световых годах от Земли. Хотя светило относится к Южному полушарию, оно хорошо видно уже на 50-м градусе северной широты. Фомальгаут наблюдали на Древнем Востоке и в Китае. В Персии он почитался одной из четырех «царских звезд» наряду с Альдебараном, Антаресом и Регулом. В средние века в Европе звезда считалась столпом мистических Северных ворот, а ее упоминание и наблюдение приравнивалось церковью к колдовству.
У альфы Южной рыбы есть два небольших компаньона, желтый и красный карлики. Невооруженным глазом они не видны.
Звездные кольца
Тороидальные осколочные диски (англ. debris discs) вокруг звезд представляют собой обширные пояса пыли, комет и мелких каменистых тел. Они похожи на пояс астероидов в нашей Солнечной системе, но гораздо крупнее. Диск Фомальгаута с диаметром около 133 а.е. сравним с нашим поясом Койпера. Но если орбиты планет и пояса Солнечной системы близки к правильной окружности, то кометно-осколочный диск альфы Южной рыбы — неправильный эллипс. Его геометрический центр отстоит от центра звезды на 15 а.е. Неравномерность (эксцентриситет) диска звезды Фомальгаут привлекает внимание астрономов уже почти два десятилетия.
Международная исследовательская группа под руководством астрономов из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов и Университета Джонса Хопкинса опубликовала две статьи с анализом новейших наблюдений в изданиях The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters. Они пришли к выводу, что диск Фомальгаута не просто эксцентричен — его эксцентриситет меняется с расстоянием от звезды.
Неправильный овал
В отличие от предыдущих моделей, предполагавших равномерный или «фиксированный» эксцентриситет, новая модель, основанная на данных ALMA, показывает, что форма диска становится менее вытянутой по мере удаления сегмента от Фомальгаута. Такая морфология известна как отрицательный градиент эксцентриситета.
Используя изображения высокого разрешения на длине волны 1,3 мм, команда подобрала к данным новую модель, учитывающую радиус, ширину и асимметрию диска, а также возможные параметры кольца, эксцентриситет которого может меняться с расстоянием от звезды. Моделирование допустило такую морфологию для планетарных колец (таких как кольцо Сатурна), но для звездного кольца это случай уникальный. Пока нигде во Вселенной такие «неправильные овалы» не наблюдались.
Отрицательный градиент может свидетельствовать о существовании невидимых планет, вращающихся вокруг Фомальгаута. Не исключено, что массивная планета, орбита которой находится внутри осколочного диска, могла скорректировать его профиль на ранних этапах развития системы α PsA. Необычная форма кольца, возможно, сформировалась в молодости системы, во время фазы протопланетного диска, и остается такой уже 200–300 миллионов лет благодаря постоянному чередованию приливных и отталкивающих сил невидимой планеты (условной α PsA b). Гипотеза о существовании планеты под названием Дегон массой не менее трех масс Юпитера уже высказывалась в 2004 году, но последние данные ALMA весьма убедительно говорят в пользу этой версии.
Авторы также сочли маловероятной гипотезу о том, что аномалию диска могли вызвать звездные спутники Фомальгаута. Исследователи надеются, что новая модель с планетой Дегон будет дополнительно проверена с помощью новых наблюдений ALMA. Команда поделилась кодом модели эксцентриситета, разработанным для этого исследования, чтобы другие астрономы могли применить его к аналогичным системам.
Недавно мы рассказали о том, как молодая звезда неосторожным выбросом вещества повредила собственный протопланетный диск. Читайте об этом драматическом событии в материале под заголовком «Космический самострел».
