Международная команда астрономов, исследуя диск, состоящий из пыли и газа, вокруг соседней звезды, обнаружила компактное облако ядовитого газа, сформировавшееся в результате молниеносных столкновений ледово-каменных глыб, подобных ядрам комет. Исследователи полагают, что «кометное скопление» либо является последствием столкновения двух ледяных планет, размером с Марс, либо же ледяных обломки являются заложниками гравитационной «ловушки», созданной некой, пока ещё необнаруженной, планетой.
Посредством Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чили, учёные производили отображение миллиметровых волн света, исходящих от пыли и молекул окиси углерода (СО), содержащихся в диске, окружающем яркую звезду Beta Pictoris (Бета Живописца). Находящаяся примерно в 63 световых года от Солнечной системы, звезда Бета Живописца является очень молодой – ей, по подсчетам астрофизиков, не более 20 млн. лет. Вблизи этой звезды находятся одни из самых ярких и самых молодых дисков, представленных ледяными «обломками», что делает её идеальной лабораторией для изучения ранних этапов развития планетарных систем.
По словам Aki Roberge, астрофизика из NASA’s Goddard Space Flight Center, принимавшего участие в исследованиях, несмотря на то, что окись углерода (СО) токсична для людей, именно угарный газ – один из немногих газовых компонентов, найденных в кометах и других ледяных космических объектах. Он отмечает, что в окружающей молодую звезду среде, такие космические объекты довольно часто сталкиваются друг с другом, образуя множества фрагментов, испускающих пыль, гранулы льда и накопившиеся в них газовые молекулы.
Снимки, полученные ALMA, позволили выявить довольно широкий пояс угарного газа вблизи края системы Бета Живописца. Большая часть газа сосредоточена в одном скоплении, расположенном примерно в 13 млрд. световых лет от Земли – то есть в три раза дальше, чем Нептун находится от Солнца. По приблизительным подсчетам суммарный объём обнаруженного угарного газа составляет порядка 200 000 000 млрд. тонн, что эквивалентно 1/6 массе Мирового океана Земли.
Наличие этого газа является признаком того, что происходит нечто необычное, потому что ультрафиолетовое звездное излучение «разбивает» молекулы СО примерно через 100 лет, то есть гораздо быстрее, нежели облако совершит 1 полный оборот вокруг звезды. По словам Bill Dent, исследователя из Joint ALMA Office (Сантьяго, Чили), должен быть какой-то источник, регулярно компенсирующий потери угарного газа. Bill Dent является автором статьи о результатах проведенного исследования, опубликованной 6 марта 2014 года в журнале «Science Express».
Dent и его команда подсчитали, что для компенсации разрушенных молекул СО вокруг Бета Живописца, каждые пять минут должна разрушаться как минимум одна огромная комета. Только чрезвычайно массивное и компактное «кометное скопление» способно поддерживать аномально высокую частоту столкновений.
Ввиду того, что учёные рассматривали пылегазовый диск сбоку, полученные ALMA данные не позволяют установить, является ли концентрация угарного газа в поясе СО одинаковой на двух противоположных сторонах звезды. Последующие исследования орбитального движения газового облака позволят прояснить ситуацию, однако на сегодняшний день больше аргументов в пользу сценария «двух групп».
В нашей Солнечной системе гравитация Юпитера «заманивает» тысячи астероидов в «ловушку», где они делаться на две группы: одна перед планетой, а вторая – позади неё. Это обусловлено вращением Юпитера вокруг Солнца. Гигантская планета, расположенная во внешних пределах системы Бета Живописца, гипотетически находится в аналогичной ситуации, то есть вполне вероятно, что она «загоняет» кометы в два плотных скопления.
По словам соавтора исследований астронома Mark Wyatt из University of Cambridge, подобные исследования в настоящее время идут полных ходом, однако на данный момент, он и его коллеги больше склоняются к версии, что огромное облако угарного газа обусловлено двумя «кометными скоплениями», расположенными по обе стороны планеты, масса которой примерно такая же, как и у Сатурна. Теоретически данная планета должна находиться у внутреннего края пояса СО.
Астрономам удалось получить снимок одной из планет системы Бета Живописца — Beta Pictoris b. Масса этой планеты примерно в 6 раз превышает массу Юпитера. К тому же её отделяет от звезды Beta Pictoris намного меньшее расстояние, нежели Юпитер от Солнца. Учёные не исключают, что планета-гигант могла образоваться вблизи родительской звезды и по мере видоизменения молодого диска мигрировать наружу.
По словам Wyatt, он и его коллеги полагают, что «кометные скопления» Beta Pictoris могли образоваться, когда гипотетическая планета мигрировала наружу, сметая на своем пути с резонансных орбит ледяные космические объекты.
Если же допустить, что угарный газ исходит от одного источника. То учёные предлагают альтернативный сценарий – столкновение двух ледяных планет, каждая из которых имеет размеры Марса, примерно 0,5 млн. лет тому назад. Если допустить, что образовавшиеся ледяные объекты характеризуются высокой частотой соударений, то вполне возможно, что фрагменты постоянно испускают угарный газ.
Так или иначе, система Beta Pictoris имеет увлекательнейшую загадочную историю, которую астрономы, посредством ALMA планируют разгадать в ближайшем будущем.
