С помощью космического телескопа им. Хаббла НАСА астрономы завершили крупнейшее и наиболее чувствительное исследование видимого света на дисках-обломках, окружающих близлежащие звезды. Эти пыльные диски, вероятно, возникшие в результате столкновений между оставшимися объектами формирования планет, были изображены вокруг звезд в возрасте 10 миллионов лет и столь же зрелых, как более 1 миллиарда лет.
Исследование было проведено астрономами из Космического центра имени Годдарда НАСА с помощью обсерватории Стюардов Университета Аризоны. Опрос проводился Гленном Шнайдером, результаты которого появились в выпуске 1 октября 2014 года Астрономический журнал.
«Мы находим, что системы не просто плоские с однородными поверхностями», - сказал Шнайдер. «На самом деле это довольно сложные трехмерные системы мусора, часто со встроенными небольшими структурами. Некоторые из подструктур могут быть указателями невидимых планет ».
В дополнение к изучению полей мусора, окружающих соседние звезды, исследование предоставило возможность узнать больше о формировании нашей собственной Солнечной системы.
«Это все равно, что оглядываться назад во времени, чтобы увидеть виды разрушительных событий, которые обычно происходили в нашей солнечной системе после образования планет», - сказал Шнайдер.
Когда-то считавшиеся плоскими дисками, исследование выявило неожиданное разнообразие и сложность пыльных структур мусора, окружающих наблюдаемые звезды. Это говорит о том, что на них гравитационно воздействуют невидимые планеты, вращающиеся вокруг звезды.
В качестве альтернативы, эти эффекты могут быть результатом прохождения звезд через межзвездное пространство. Кроме того, исследователи обнаружили, что нет двух «дисков» материала, окружающего звезды.
Астрономы использовали Спектрограф для получения изображений космического телескопа Хаббла для изучения 10 ранее обнаруженных околозвездных систем космического мусора, а также MP Mus, зрелого протопланетного диска, по возрасту сопоставимого с самым молодым из дисков космического мусора.
В частности, нарушения, наблюдаемые в одной кольцеобразной системе (около HD 181327), напоминают выброс огромных брызг мусора во внешнюю часть системы в результате недавнего столкновения двух тел.
«Этот поток материала довольно далеко от звезды-хозяина - примерно вдвое больше, чем Плутон от Солнца», - сказал один из исследователей Кристофер Старк из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд. «Катастрофическое разрушение массивного объекта на таком большом расстоянии трудно объяснить, и это должно быть очень редко. Если мы на самом деле видим недавние последствия массивного столкновения, невидимая планетная система может быть довольно хаотичной ».
Другая интерпретация нарушений состоит в том, что диск таинственным образом искривлен проходом звезды через межзвездное пространство, непосредственно взаимодействующим с невидимым межзвездным материалом. «В любом случае, ответ захватывающий», - сказал Шнайдер. «Наша команда в настоящее время анализирует последующие наблюдения, которые помогут выявить истинную причину нарушения».
За последние несколько лет астрономы обнаружили невероятное разнообразие в архитектуре экзопланетных систем. Например, они обнаружили, что планеты расположены на орбитах, которые заметно отличаются от тех, которые находятся в нашей солнечной системе.
«Сейчас мы наблюдаем подобное разнообразие в архитектуре сопутствующих систем мусора», - сказал Шнайдер. «Как планеты влияют на диски и как диски влияют на планеты? Существует некоторая взаимозависимость между планетой и сопутствующим мусором, которая может повлиять на развитие этих экзопланетных систем мусора ».
По словам Шнайдера, из этого небольшого примера самое важное, что нужно убрать, - это разнообразие. Он добавил, что астрономам действительно необходимо понять внутренние и внешние влияния на эти системы, такие как звездные ветры и взаимодействия с облаками межзвездного материала, и как на них влияют масса и возраст родительской звезды, а также обилие более тяжелых элементов. нужно строить планеты.
Хотя с 1995 года астрономы обнаружили почти 4000 кандидатов в экзопланеты, в основном с помощью косвенных методов обнаружения, за тот же период времени было получено только около двух десятков рассеивающих свет систем околозвездного мусора.
Это потому, что диски обычно в 100 000 раз слабее (и часто очень близки) к их ярким родительским звездам. Большинство было замечено из-за способности Хаббла выполнять высококонтрастные изображения, в которых подавляющий свет от звезды блокируется, чтобы показать слабый диск, который окружает звезду.
Новое исследование изображений также дает представление о том, как наша солнечная система формировалась и развивалась 4,6 миллиарда лет назад. В частности, предполагаемое столкновение планет, наблюдаемое на диске вокруг HD 181327, может быть похоже на то, как образовалась система Земля-Луна, а также система Плутон-Харон более 4 миллиардов лет назад. В этих случаях при столкновениях между телами размером с планету образуются обломки, которые затем объединяются в спутник Луны.
