Астрономы впервые увидели столкновение двух протопланет в реальном времени

Астрономы зафиксировали беспрецедентное событие – столкновение двух массивных планетезималей около звезды Фомальгаут. Это первый случай, когда ученым удалось наблюдать подобное космическое событие в реальном времени, а не восстанавливать его по косвенным признакам. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

В 2004 году астрономы обнаружили планетоподобный объект на орбите Фомальгаута – одной из ярчайших звезд на ночном небе. Последующие наблюдения показали, что объект больше напоминает пылевое облако, что стало разочарованием для научного сообщества. Теперь вокруг той же звезды сделано второе неожиданное открытие – очевидное столкновение двух гигантских планетезималей, создавших яркое пылевое облако.

Пол Калас, астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли, открывший первый объект, наблюдает за Фомальгаутом с момента обнаружения в 2004 году. Недавно он заметил новую точку, мерцающую на краю пылевого кольца звезды, которой определенно не было раньше. Детальный анализ убедительно показал, что Калас и его коллеги зафиксировали столкновение двух астероидоподобных планетезималей, создавшее яркое пылевое облако.

История Каласа и Фомальгаута началась давно. Астроном впервые изучал эту звезду еще студентом в 1993 году и обнаружил кандидата в экзопланеты Fomalhaut b в ходе наблюдений. Он также нашел крупный пояс пылевых обломков примерно в 133 астрономических единицах от звезды – это значительное расстояние, учитывая, что одна а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.

В 2002 году соавтор исследования Марк Уайатт разработал математические модели, предполагавшие, что крупные объекты в пылевом поясе должны иногда сталкиваться и вспыхивать, хотя и крайне редко.

Они создадут маленькие точки света, которые мы сможем наблюдать.

Два года спустя Калас обнаружил Fomalhaut b. Объект двигался как экзопланета, что привело Каласа и других астрономов к выводу о его планетарной природе. Однако возникли споры о реальности открытия. Некоторые называли находку "планетой-зомби". Около 2013 года астрономы заметили, что траектория Fomalhaut b искривилась в сторону от звезды – как ведут себя крошечные частицы пылевого облака, а не твердая планета.

В итоге "планета" исчезла из поля зрения, и научное сообщество пришло к выводу, что объект был расширяющимся пылевым облаком. Официальный архив экзопланет NASA удалил Fomalhaut b из списка в 2020 году.

Спустя три года после исчезновения первого объекта, переименованного в "околозвездный источник 1" (cs1), Калас обнаружил "еще один Fomalhaut b".

Мы говорим, что это решило загадку Fomalhaut b, так как планета не может появиться из ниоткуда. А вот пылевое облако – может.

Интенсивное вращение материи вокруг Фомальгаута сгущается в астероидоподобные объекты, достаточно крупные для столкновений, создающих гигантские пылевые облака. Такое облако отражает свет (как планета) и маскируется под планету на некоторое время. Со временем облако становится менее плотным, а излучение звезды выталкивает его с орбиты, заставляя сигнал исчезнуть.

Аналогично, источник 2023 года (cs2) недавно возник в результате еще одного редкого, но масштабного столкновения астероидов. Удар создал яркое пылевое облако, видимое нашим телескопам – именно как предсказывал Уайатт в 2002 году.

Столкновения астероидов – знакомое понятие, но с научной точки зрения человечество никогда не могло наблюдать их напрямую, отметил Калас.

Вы видите анимации столкновений – например, астероид, ударивший Землю и уничтоживший динозавров. Столкновения астероидов выводятся или представляются в воображении. Это первые наблюдения в астрономии, когда мы в реальном времени видим происходящее столкновение.

Открытие имеет большое значение для астрономии. Из-за сложности отслеживания столкновений астероидов NASA пришлось отправить два дорогостоящих аппарата и столкнуть их друг с другом, чтобы выяснить, что происходит при космических ударах. Фомальгаут представляет собой естественную лабораторию, позволяющую исследовать небесные столкновения без миссий стоимостью в миллиарды долларов. Более того, столкновения дают астрономам подсказки о составе этих объектов – планетезималей, предшественников планет.

Прямой эфир с максимального сближения межзвездного объекта 3I/ATLAS с Землей

Астрономы нашли первые прямые доказательства существования "звёзд-монстров" на космическом рассвете

Калас, Уайатт и их коллеги уже получили дополнительное время для наблюдений с телескопами Хаббл и Уэбб, которое планируют посвятить изучению околозвездного источника 2.