Астрономы впервые подробно изучили пояса экзокомет вокруг ближайших звезд

Астрофизики под руководством команды из Дублинского Тринити-колледжа впервые получили изображения большого количества поясов экзокомет вокруг близлежащих звезд и мельчайших частиц внутри них. Ясные снимки показывают свет, излучаемый миллиметровыми пылинками, которые находятся в этих поясах, вращающихся вокруг 74 близких звезд различного возраста.

Исследование REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) стало важным этапом в изучении экзокометных поясов благодаря тому, что его анализ показал расположение пылинок и, следовательно, самих экзокомет. Они обычно находятся на расстоянии от десятков до сотен астрономических единиц (расстояние от Земли до Солнца) от своей центральной звезды.

В этих областях так холодно (-250 до -150 градусов Цельсия), что большинство соединений, включая воду, замерзают в виде льда на этих экзокометаx. Таким образом, астрономы наблюдают за тем, где расположены ледяные резервуары планетных систем. Программа REASONS стала первой, которая раскрыла структуру этих поясов для большой выборки из 74 экзопланетных систем.

Для этого исследования использовались Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка (ALMA) и Субмиллиметровая антенная решетка (SMA), которые наблюдали электромагнитное излучение на длинах волн в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Эти инструменты позволили получить изображения, предоставляющие больше информации о популяциях экзокомет, чем когда-либо прежде.

«Экзокометы – это глыбы камня и льда размером не менее 1 км, которые сталкиваются друг с другом в пределах этих поясов, образуя пылинки, которые мы наблюдаем здесь с помощью телескопов ALMA и SMA», – сказал Лука Матра, доцент Школы физики Тринити-колледжа и старший автор статьи, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics.

Д-р Себастьян Марино, научный сотрудник Королевского общества Университета Эксетера и соавтор данного исследования, добавил: «Изображения демонстрируют удивительное разнообразие структур поясов. Некоторые из них представляют собой узкие кольца, как в классической картине «пояса» вроде пояса Койпера нашей солнечной системы. Но гораздо большее их количество широкие, и их правильнее было бы назвать «дисками», а не кольцами».

Некоторые системы имеют несколько колец/дисков, некоторые из которых эксцентричны, что свидетельствует о наличии еще неоткрытых планет, гравитация которых влияет на распределение пылинок в этих системах.

«Сила такого масштабного исследования, как REASONS, заключается в выявлении общих свойств и тенденций популяции», – объяснил профессор Матра.

«Например, оно подтвердило, что количество пылинок уменьшается в более старых планетных системах по мере того, как пояса исчерпывают запасы крупных экзокомет, сталкивающихся друг с другом, но впервые показало, что этот процесс идет быстрее, если пояс находится ближе к центральной звезде. Оно также косвенно продемонстрировало – через вертикальную толщину поясов – что в этих поясах, вероятно, присутствуют объекты размером от 140 км до размера Луны, которые пока невозможно наблюдать напрямую».