Астрономи відкрили планету, якої не було

Те, що астрономи вважали за планету поза нашою Сонячною системою, а тепер, здавалося б, зникло з поля зору, дозволяє припустити, що одна з перших екзопланет, виявлених за допомогою прямої візуалізації, про відкриття якої було оголошено, ймовірно, ніколи не існувала.

Про це розповідається в прес-релізі Арізонського університету.

Два астрономи з вказаного університету прийшли до висновку, що космічний телескоп НАСА Хаббл замість планети дивився на хмару, що розширюється, з дуже дрібних пилових частинок від двох крижаних тіл, що зіткнулися один з одним. Хаббл з’явився занадто пізно, щоб стати свідком зіткнення, але, можливо, застав його наслідки. Планету, що зникла безвісти, востаннє бачили на орбіті зірки Фомалхаут (Fomalhaut), що знаходиться за 25 світлових років від нас.

«Ці зіткнення надзвичайно рідкісні, і тому дуже важливо, що ми дійсно можемо побачити докази одного з них», - каже Андрас Гаспар, асистент астронома в обсерваторії Стюарда Арізонського університету і головний автор науково-дослідної роботи, що оголошує про відкриття. «Ми вважаємо, що ми були в потрібному місці і в потрібний час, щоб стати свідками такої малоймовірної події за допомогою космічного телескопу НАСА Хаббл».

«Зоряна система Фомалхаута – це найкраща лабораторія для випробувань усіх наших уявлень про те, як розвиваються екзопланети та зіркові системи», - додає Джордж Рійке, регент-професор астрономії в обсерваторії Стюарда. «У нас є докази подібних зіткнень в інших системах, але жодної такого масштабу не спостерігалося в нашій Сонячній системі. Це є схемою того, як планети знищують одна одну».

Про підозрювану екзопланету, названу Fomalhaut b, вперше було оголошено в 2008 році на основі даних 2004 та 2006 років. Її було чітко видно впродовж кількох років спостережень Хаббла, які виявили, що це була рухома точка. До цього часу докази щодо екзопланет в основному отримувалися за допомогою непрямих методів виявлення, таких як ледь помітні зоряні коливання та тіні від планет, що проходять перед своїми зірками.

Однак, на відміну від інших виявлених екзопланет за допомогою прямої візуалізації, у випадку з Fomalhaut b виникли загадки. Об'єкт був яскравим у видимому світлі – дуже незвично для екзопланети, яка просто занадто мала, щоб відбити достатньо світла від своєї зірки-господаря, щоб її можна було побачити із Землі. У той же час у неї не було жодного помітної сигнатури інфрачервоного нагрівання – знову ж таки, дуже незвично, оскільки планета повинна бути досить теплою, щоб світити в інфрачервоному діапазоні, особливо така молода, як Fomalhaut b. Астрономи припускали, що додаткова яскравість походить від величезної оболонки або кільця пилу, що оточує планету, що, можливо, було пов'язано із зіткненням.

«Наше дослідження, яке проаналізувало всі доступні архівні дані Хаббла про Фомалхаут, виявило кілька характеристик, які у сукупності вимальовують картину про те, що об'єкт розміром з планету, можливо, ніколи не існував», - сказав Гаспар.

Команда підкреслює, що останній цвях у труну з'явився тоді, коли аналіз даних зображень Хаббла, зроблений у 2014 році, показав, що об'єкт, на їхню невіру, зник. На додачу до таємниці, попередні знімки показали, що об’єкт постійно блякне з часом, кажуть вони.

Ілюстрація: NASA, ESA, A. Gáspár and G. Rieke/University of Arizona

«Очевидно, що Fomalhaut b робила речі, які не слід робити істинній планеті», - сказав Гаспар.

Інтерпретація полягає в тому, що Fomalhaut b повільно розширюється від розбивання, яке викинуло в космос хмару, що розсіюється. Враховуючи всі наявні дані, Гаспар та Рійке вважають, що зіткнення відбулося не надто задовго до перших спостережень, зроблених у 2004 році. На сьогоднішній день хмара пилу – що складається з частинок розміром близько 1 мкм або приблизно 1/50 діаметру людського волосся – знаходиться нижче межі виявлення Хаббла. За оцінкою, пилова хмара наразі розширилася до розмірів, що перевищують орбіту Землі навколо Сонця.

Не менше заплутаним є те, як команда повідомляє, що об'єкт швидше за все знаходиться на шляху втечі, а не на еліптичній орбіті, як очікувалося б для планет. Цей висновок ґрунтується на додаванні дослідниками пізніших спостережень до графіку траєкторії, побудованому з попередніх даних.

«Нещодавно створена масивна пилова хмара, яка зазнає дію значної радіації від центральної зірки Фомалхаут, буде розміщена на такій траєкторії», - каже Гаспар. «Наша модель здатна природньо пояснити всі незалежні спостережувані параметри системи: її швидкість розширення, її згасання та траєкторію».

Оскільки Fomalhaut b у даний час знаходиться у величезному кільці з крижаних уламків, що оточують зірку Фомальхаут, тіла, що зіткаються, швидше за все, є сумішшю льоду та пилу, як комети, що існують у поясі Койпера на зовнішній окраїні нашої Сонячної системи. Гаспар і Рійке підрахували, що кожне з цих кометних тіл у розмірі приблизно 200 км у поперечині, приблизно вдвічі менше за астероїд Веста.

Автори кажуть, що їх модель пояснює всі спостережувані характеристики Fomalhaut b. Витончене моделювання того, як з часом рухається пил, зроблене на комп’ютерному кластері в Арізонському університеті, показує, що така модель здатна кількісно вмістити всі спостереження. За підрахунками автора дослідження, система Фомальхаут, розташована приблизно за 25 світлових років від Землі, може переживати одну з цих подій лише кожні 200 тисяч років.

Гаспар та Рійке, разом з іншими членами команди також спостерігатимуть за системою Фомалхаут за допомогою майбутнього космічного телескопу Джеймса Вебба впродовж першого року його наукових операцій. Команда буде безпосередньо спостерігати за внутрішніми теплими ділянками системи, і вперше в зірковій системі, відмінної від нашої, вони отримають детальну інформацію про архітектуру невловимого астероїдного поясу Фомальхаута. Команда також шукатиме істинні планети, що обертаються навколо Фомальхаута, які, можливо, ще очікують на відкриття.

Стаття «Нові дані HST та моделювання викривають масштабне планетимальне зіткнення навколо Фомалхаута», була опублікована в «Працях Національної академії наук» (PNAS).

Читайте ще цікаві новини про космос.