Астрономи виявили масивну хмару з металевими вітрами, що обертається навколо таємничого об′єкта

Використовуючи телескоп «Джеміні-Південь», астрономи досягли безпрецедентного виявлення випарених металів у пиловій газовій хмарі під час рідкісного зоряного затемнення, яка обертається навколо вторинного об′єкта.

Про це повідомляють в Національній лабораторії оптичної та інфрачервоної астрономії (NOIRLab) Національного наукового фонду США, передають OstanniPodii.com.

Відкриття описано у статті, опублікованій в The Astronomical Journal. Дослідження очолювала Надія Закамська, професорка астрофізики в Університеті Джона Хопкінса.

У вересні 2024 року зоря, віддалена від нас на 3000 світлових років, раптово стала у 40 разів тьмянішою, ніж зазвичай, і залишалася такою до травня 2025 року. Зоря J0705+0612 схожа на наше Сонце, тому різке зниження її яскравості привернуло увагу дослідників.

«Зорі, подібні до Сонця, не перестають світити без причини, тому такі драматичні події, як це, трапляються дуже рідко», - зазначила Закамська.

Визнаючи можливість вивчити таке явище протягом багатьох місяців, вона разом з командою розпочала спостереження за допомогою телескопа «Джеміні-Південь», розташованого на горі Серро Пачон у Чилі, а також 3,5-метрового телескопа обсерваторії Апаче Пойнт і 6,5-метрового телескопа Магеллана.

Поєднавши свої спостереження з архівними даними (з Гарвардського університету, що охоплюють 44-річний період), команда визначила, що ця зоря була затьмарена, або тимчасово закрита, величезною, повільно рухомою хмарою газу й пилу. Дослідники оцінюють, що хмара знаходиться приблизно у двох мільярдах кілометрів від зорі та має діаметр приблизно 200 мільйонів кілометрів.

Дані вказують на те, що ця хмара гравітаційно пов′язана зі вторинним об′єктом, який сам обертається навколо зорі у зовнішніх межах її планетарної системи. Хоча природа цього об′єкта залишається невідомою, він повинен бути достатньо масивним, щоб утримувати хмару разом. Спостереження обмежують його масу щонайменше у кілька мас Юпітера, хоча він може бути й більшим. Можливості варіюються від планети до коричневого карлика й до зорі з надзвичайно малою масою.

Якщо таємничий об′єкт є зорею, хмара буде класифікована як навколовторинний диск — диск уламків, що обертається навколо менш масивного члена подвійної системи. Якщо об′єкт є планетою, це буде навколопланетний диск. У будь-якому випадку, безпосереднє спостереження зорі, яка затьмарюється диском, що оточує вторинний об′єкт, є надзвичайно рідкісним явищем, про яке відомо лише кілька прикладів.

Для дослідження складу хмари команда використовувала найсучасніший прилад телескопа «Джеміні-Південь» — Оптичний спектрограф високої роздільної здатності Джеміні (GHOST). У березні 2025 року GHOST спостерігав за затемненням протягом трохи більш як двох годин, розкладаючи світло зорі на спектр, який розкриває хімічні елементи, присутні в проміжному матеріалі.

«Коли я почала спостерігати за затемненням за допомогою спектроскопії, я сподівалася розкрити щось про хімічний склад хмари, оскільки раніше таких вимірювань не проводилося. Але результат перевершив усі мої очікування», — каже Закамська.

Дані GHOST виявили в хмарі кілька металів — елементів, важчих за гелій. Що ще більш примітно, висока точність спектрів дозволила команді безпосередньо виміряти, як газ рухається в трьох вимірах. Це перший випадок, коли астрономи виміряли внутрішні рухи газу в диску, що обертається навколо вторинного об′єкта, такого як планета або зоря з малою масою. Спостереження показують динамічне середовище з вітрами газоподібних металів, включаючи залізо та кальцій.

«Чутливість GHOST дозволила нам не тільки виявити газ у цій хмарі, але й фактично виміряти, як він рухається», — каже Закамська. «Це те, чого ми ніколи раніше не могли зробити в такій системі».

Точні вимірювання швидкості та напрямку вітру показують, що хмара рухається окремо від зорі у системі. Це, у поєднанні з тривалістю затемнення, ще раз підтверджує, що затемнювач є диском навколо вторинного об′єкта й що він обертається у зовнішніх межах системи своєї зорі.

Джерело демонструє надлишок інфрачервоного випромінювання, що зазвичай асоціюється з дисками навколо молодих зірок. Однак J0705+0612 має вік понад два мільярди років, що означає, що диск навряд чи є залишком уламків від ранньої стадії формування планет у системі. То як же він утворився?

Закамська припускає, що він виник після зіткнення двох планет на зовнішніх рубежах планетної системи цієї зорі, в результаті чого були викинуті пил, камені та уламки, що утворили масивну хмару, яка зараз проходить перед зорею.

В NOIRLab зазначають: це відкриття підкреслює, як нові технології дають змогу отримати нові уявлення про Всесвіт. GHOST відкрив нове вікно для вивчення прихованих явищ у віддалених планетарних системах, а отримані дані дають цінні підказки про довгострокову еволюцію таких систем і про те, як можуть утворюватися диски навколо старих зірок.

«Ця подія показує нам, що навіть у зрілих планетарних системах все ще можуть відбуватися драматичні, великомасштабні зіткнення», — каже Закамська. «Це яскраве нагадування про те, що Всесвіт далеко не статичний — це безперервна історія створення, руйнування та перетворення».

OstanniPodii.com