Галерея «обломочных дисков» раскрывает следы астероидов и комет в далёких планетных системах

Астрономам впервые удалось получить беспрецедентную коллекцию изображений так называемых «обломочных дисков» — огромных пылевых структур, окружающих молодые звёзды и указывающих на наличие астероидов и комет. Эти данные были собраны с помощью инструмента SPHERE на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории. Полученные изображения позволяют лучше понять, как формируются планетные системы и как выглядят аналогы пояса астероидов и пояса Койпера вокруг других звёзд. По словам Гаэля Шовена из Института астрономии Макса Планка, одного из авторов исследования, этот массив наблюдений — «астрономическое сокровище». Он позволяет выявлять следы малых тел — объектами, аналогичными астероидам и кометам в нашей Солнечной системе, — даже если сами эти тела слишком малы, чтобы быть видимыми напрямую.

Пыль как ключ к пониманию происхождения планет

В нашей Солнечной системе малые тела — это важные «остатки строительного материала» планет. На ранних стадиях эволюции молодые планетезимали сталкивались, разрушались, образуя пыль, которая и сегодня наблюдается, например, в поясе астероидов и поясе Койпера. Аналогичные процессы происходят и вокруг других звёзд. Хотя напрямую сфотографировать экзопланеты сложно — сейчас ученым удалось получить изображения меньше чем сотни таких объектов — наблюдение пылевых структур даёт важнейшую информацию. Когда крупные тела сталкиваются, они создают огромное количество мелких частиц, отражающих свет звезды. Именно эти диски и фиксирует SPHERE.

Как SPHERE «выключает» свет звезды

Основная проблема — гигантская яркость звезды, на фоне которой пыль едва различима. SPHERE решает это с помощью коронографа — маленькой маски, блокирующей свет звезды, аналогично тому, как человек заслоняет солнце рукой, чтобы лучше видеть объект на фоне яркого неба. Дополнительная система адаптивной оптики компенсирует атмосферные искажения, а фильтры поляризованного света помогают выделить именно отражённое пылью излучение.

Что увидели астрономы: 51 диск и множество структур

Учёные проанализировали данные по 161 молодой звезде, отобранной по повышенному инфракрасному излучению — признаку наличия обломочного диска. В результате были получены чёткие изображения 51 диска, четыре из которых ранее никогда не наблюдались напрямую. Диски оказались крайне разнообразными: одни выглядят маленькими и компактными, другие — широкими и сложными; некоторые повернуты к нам ребром, другие — «лицом». Исследование показало закономерности: чем массивнее звезда, тем массивнее и её диск; а также — чем дальше основная масса диска находится от звезды, тем более выраженной оказывается структура.

Астероидные и кометные пояса в других мирах

Самое интересное — наличие чётких колец и полос в дисках. Подобные структуры в нашей системе соответствуют поясу астероидов и поясу Койпера. У других звёзд аналогичные образования, вероятно, создаются под воздействием гигантских экзопланет: они «вычищают» пространство вокруг себя и формируют резкие границы дисков. Некоторые изображения показывают асимметрии или резкие внутренние края — возможные признаки ещё не открытых планет. Это превращает каждый такой диск в «карту сокровищ», указывающую на потенциальные цели для будущих наблюдений.

Что дальше?

В ближайшие годы более мощные инструменты — например, космический телескоп JWST и строящийся Гигантский телескоп ESO (ELT) — смогут напрямую увидеть те самые планеты, которые формируют структуру дисков. Коллекция SPHERE станет фундаментом для новых открытий, позволяя точнее понимать, как зарождаются и развиваются планетные системы во Вселенной.

• Российского космонавта сняли с миссии SpaceX Crew-12 за нарушение правил нацбезопасности США — СМИ
• Учёные подтвердили квантовую природу чёрных дыр: энтропия остаётся положительной даже при экстремально низких температурах
• Северное сияние может быть видно в 10 штатах 27 ноября
• Европейский зонд впервые показал «магнитный двигатель» Солнца в действии
• Прорыв с суперкомпьютером раскрывает тайны океана Энцелада — ледяного спутника Сатурна
• Медленный ветер нейтронной звезды ставит под сомнение законы космической физики
• Под нашими ногами могут скрываться остатки доисторической прото-Земли
• Огромный «череп» в пустыне: астронавты заметили зловещее лицо в вулканическом кратере Сахары