15.01.2013 10:00

Пояс астероидов у Веги и Фомальгаута

Возле Веги обосновались астероиды?

Недавно у ученых появилась уверенность в несомненном наличии пояса астероидов вокруг ближайших к нашему Солнцу звезд — Веги и Фомальгаута. Эти сведения являются итогом долгой и упорной работы телескопов космического базирования "Спитцер" и "Гершель". Есть предположение, что около этих звезд могут быть планетные системы, аналогичные Солнечной.

Фото:

Вега — это молодая звезда, если сравнивать ее с Солнцем. Металличность у этого светила низкая, а это значит, что в ее составе очень мало элементов тяжелее гелия. У Веги регистрируется переменность свечения, но является ли она при этом переменной звездой — точно не известно. Эта красивейшая звезда северного неба, блистающая так ярко и уверенно, окружена пылевым диском, обнаруженным по интенсивности ее инфракрасного излучения.

Излучение оказалось гораздо сильнее теоретических предпосылок, это значит, что вокруг Веги вращается пылевой диск, им же и нагреваемый. А поскольку есть диск, он может быть порожден столкновениями малых тел — комет и астероидов в окружении Веги. Данные, полученные от инфракрасного телескопа CHARA в обсерватории Маунт-Вильсон в 2006 году помогли выявить второй пылевой диск вокруг Веги на расстоянии 8 а. е. от звезды, то есть в миллиарде километров от нее.

Эта пыль аналогична околосолнечному поясу астероидов и может быть также потенциально формирующейся планетой. Аналогом в Солнечной системе служит нам также и пояс Койпера, широко окаймляющий Солнечную систему на периферии.

Отличие Веги от Солнца в том, что она гораздо быстрее обращается вокруг своей оси вращения, скорость на экваторе равна 274 км/с! У Солнца же таковая — около 2 км/с. Из-за такого быстрого движения Вега превратилась в эллипсоид вращения, ее сфера сплющена на полюсах, причем полярные области горячее экваториальных. С Земли астрономы смотрят на Вегу, наблюдая ее именно с полюса, а невооруженным взглядом мы видим исключительной красоты серебристо-голубую звезду, воспетую множеством поэтов и любимую наблюдателями Северного полушария Земли.

Столь же интересен для нас и Фомальгаут (или альфа Южной Рыбы)- ярчайшая звезда в этом созвездии и одна из самых ярких звезд ночного неба. Фомальгаут также окружён диском космической пыли тороидальной формы с хорошо различимой внутренней границей, диск наклонён под углом в 24 градуса. Этот пояс космической пыли достичает в ширину 25 а. е.; а геометрический центр пылевого пояса располагается на 15 а. е. от самого Фомальгаута, он также является аналогом пояса Койпера в Солнечной системе.

Диск Фомальгаута принято считать протопланетным, он испускает инфракрасное излучение, как и диск Веги, и является вдобавок протопланетным: экзоаланета Фомальгаут b была вычислена при анализе распределения космической пыли вокруг Фомальгаута в 1998 году, а 13 ноября 2008года NASA опубликовала пресс-релиз с сообщением о том, что в результате сравнения снимков, сделанных в 2004 и 2006 годах, было визуально доказано наличие экзопланеты.

Масса планеты — около 3 масс Юпитера, она может стать тяжелее, вобрав вещество диска. Позже эта гипотеза была оспорена: в 2011–2012 годах астрофизики из Флоридского университета в США и учёные проекта Atacama Large MillimeterArray предположили как минимум наличие двух планет:Фомальгаут b и Фомальгаут c. Масса обеих планет лежит в интервале от массы Марса до нескольких масс Земли.

По расчётам пылевой диск должен быть гораздо больше из-за звездного ветра Фомальгаута, отталкивающего частицы наружу. По данным обсерватории Гершель, принята гипотеза, что диск имеет такие небольшие размеры по причине постоянного обновления осколками от очень частых столкновений ледяных комет с более крупными телами на орбите Фомальгаута (до тысяч в сутки). Такое количество соударений спрогнозировано для наличия в кометном поясе от 10¹¹ до 10¹⁴ комет, что аналогично количеству, предполагаемому для Облака Оорта в нашей Солнечной системе.

Фиксируя движение светил, похожих по возрасту и свойствам, а также движущиеся сходным образом, астрономы составили движущуюся группу звёзд Кастора, в которую входит Фомальгаут. Ему сопутствует тусклая вспыхивающая звезда TW Южной Рыбы, расположенная на расстоянии одного светового года от Фомальгаута. Эти два объекта могут рассматриваться, как звезды-компаньоны, то есть они могли произойти из одного звёздного скопления.

Сходство систем Веги и Фомальгаута в том, что оба светила располагают внутренним тёплым и внешним холодным поясами, аналогами пояса астероидов и пояса Койпера в Солнечной системе. Это свидетельство подсказывает ученым, что множество экзопланет могут существовать, и должны быть обнаружены со временем. Значит, привычная нам Солнечная система повторима во множестве неисчислимых вариантов во Вселенной!

Вега и Фомальгаут — звездные близнецы по многим качествам. Оба объекта примерно вдвое массивнее Солнца, поэтому они горячие и голубые. Это наши соседи во Вселенной, они примерно в 25 световых годах от Земли. Им всего несколько сотен миллионов лет: Фомальгауту 400 миллионов, а Веге немного более — около 600 миллионов лет.

Чрезвычайно важным на сегодня является то, что "Гершель" и "Спитцер" зарегистрировали инфракрасное излучение тёплой и холодной пыли в виде двух дискретных поясов вокруг Веги и Фомальгаута. Это подтвердило данные предыдущих исследований, что утверждает истину: обнаружены пояса астероидов вокруг Веги и Фомальгаута. Существенно, что в видимой части спектра разглядеть астероиды невозможно — слишком ярок свет звёзд.

Пояса гораздо массивнее, чем их аналоги в Солнечной системе, так как Вега и Фомальгаут — более молодые звезды, сформированные из огромных, по сравнению с солнечными, облаков газа и пыли. Наличие интервала между внутренними и внешними поясами наших соседей Веги и Фомальгаута прекрасно соответствует пропорциям Солнечной системы, а расстояние между поясом астероидов и таковым Койпера у нас таково: внешний пояс примерно в 10 раз дальше от звезды, чем внутренний. В этом зазоре может быть расположено семейство планет типа Юпитера, или подобное описанному семейству звезды HR 8799, у которой известны четыре планеты в зазоре между аналогичными поясами.

Астрономы ожидают запуска космического телескопа "Джеймс Уэбб", который запланирован на 2015 год. С ним связаны надежды на обнаружение искомых экзопланет.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"