Уважніший погляд на інтригуючу зірку всього за 25 світлових років від нас виявив набагато складнішу архітектуру уламків, ніж передбачали попередні спостереження.
Використовуючи космічний телескоп Джеймса Вебба, астрономи виявили, що зірка під назвою Фомальгаут, де знаходиться один із перших поясів астероїдів , виявлених за межами Сонячної системи, насправді обертається серією з трьох концентричних поясів, які простягаються на відстань 150 астрономічних одиниць.
Ці поля уламків навколо молодої зірки можуть допомогти астрономам зібрати воєдино процеси формування планет і динаміку молодої планетарної системи, що дозволить краще зрозуміти, як виникла наша Сонячна система.
«Я б описав Фомальгаут як архетип уламкових дисків, знайдених в інших місцях нашої галактики, тому що він містить компоненти, подібні до тих, що ми маємо в нашій планетарній системі», — каже астроном Андраш Гаспар з Університету Арізони. «Дивлячись на візерунки в цих кільцях, ми можемо почати робити невеликий ескіз того, як має виглядати планетна система – якби ми могли зробити досить глибоке зображення, щоб побачити підозрювані планети».
Фомальгаут є дуже цікавим об’єктом для вивчення в цьому контексті. Його вік близько 440 мільйонів років; просто малюк у зоряній тривалості життя. І все ж це зірка відносно знайомого розміру, приблизно в 1,92 рази більша за масу та в 1,84 рази більше за радіус нашого Сонця. Він горить гарячим і яскравим, а його світло свідчить про те, що навколо нього багато пилу. Попередні спостереження з використанням потужних інструментів, таких як Hubble і ALMA, виявили наявність великого поясу астероїдів навколо нього, подібного до поясу Койпера в зовнішній частині Сонячної системи, але подальші деталі були надто тьмяними, щоб їх розібрати.
Ще одним цікавим фактом про Фомальгаут було відкриття передбачуваної екзопланети газового гіганта на зображеннях телескопа Хаббл, зроблених у 2004 і 2006 роках, з підтвердженням у 2012 році. Ця екзопланета під назвою Дагон була однією з небагатьох, які були зображені безпосередньо.
Але потім Дагон зник. У 2020 році команда під керівництвом Гаспара визначила, що Дагона насправді ніколи не було; Об’єкт, помічений Хабблом, був хмарою пилу, що розширювалася, утворившись у результаті зіткнення двох астероїдів, які подрібнили один одного.
Це свідчить про те, що насправді в системі Фомальгаута відбувається досить багато, тому Гаспар і його колеги використали найпотужніший космічний телескоп, який коли-небудь використовувався, щоб ближче розглянути. Вони досліджували простір навколо зірки за допомогою приладу середнього інфрачервоного діапазону JWST і виявили диски матеріалу всередині відомого зовнішнього кільця.
Тепер навколо дуже молодих зірок часто зустрічається пил. Коли зірка закінчує формуватися, пиловий і газовий диск, що згортається в неї, залишається і починає злипатися, утворюючи планети. Але це не те, на що ми дивимося з Фомальгаутом. Скоріше, вкладені пояси астероїдів — це те, що відомо як диски уламків: пояси матеріалу з дуже невеликим вмістом газу, що є результатом зіткнень між планетезималями, такими об’єктами, як астероїди та комети, які потім обертаються у вигляді кільця пилу та уламків.
Однак уламкові диски навколо Фомальгаута можуть розкривати ще складнішу історію. Між кільцями є чіткі проміжки, що свідчить про наявність невидимих планет, які гравітаційно прокладають шляхи серед пилу.
«Вебб справді перевершує те, що ми можемо фізично розділити теплове світіння пилу в цих внутрішніх регіонах. Таким чином, ви можете побачити внутрішні пояси, які ми ніколи не могли побачити раніше», — говорить астроном Шуйлер Вольф з Університету Арізони.
«Ми точно не очікували складнішої структури з другим проміжним поясом, а потім ширшим поясом астероїдів. Ця структура дуже захоплююча, тому що кожного разу, коли астроном бачить розрив і кільця в диску, вони кажуть: «Там може бути вбудована планета формує кільця!”
Дослідження команди також виявили вбудовану в зовнішнє кільце структуру, яку вони називають великою хмарою пилу, ймовірно, продукт іншого відносно недавнього зіткнення між планетезималями. А пояс посередині, ймовірно, є місцем, звідки виник Дагон (який зараз мчить від Фомальгаута на траєкторії виходу із системи). Це говорить про те, що пояси є досить неспокійними місцями, і що нам є багато чого дізнатися про дитячі планетарні системи від Фомальгаута.
«Пояси навколо Фомальгаута — це свого роду таємничий роман: де знаходяться планети?» — каже астроном Джордж Ріке з Університету Арізони.
«Я думаю, що сказати, що навколо зірки, ймовірно, існує справді цікава планетна система», — це не дуже великий крок.
