Цивилизация
Сотрудники Главной астрономической обсерватории Национальной академии наук Украины в Киеве объявили о том, что им удалось отыскать в данных космического телескопа TESS свидетельства существования пяти новых экзокомет — то есть комет, обращающихся вокруг звезды, отличной от Солнца. Также им удалось независимо подтвердить существование еще нескольких экзокомет, обнаруженных ранее другими исследователями. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
В Солнечной системе кометы предположительно содержатся в далеком внешнем облаке Оорта, залетают во внутреннюю часть системы не так часто. Ученых они интересуют в первую очередь как важный источник информации о ранней стадии формирования Земли и других планет, поскольку процессы, происходившие за миллиарды лет эволюции на самих планетах, безвозвратно скрыли их изначальный состав. Большой интерес кометы вызывают и в связи с предположением, что именно они когда-то доставили большую часть воды на Землю, сделав ее тем самым пригодной для жизни. В будущем кометы могут послужить также важнейшим источником ресурсов для внеземных поселений, если они когда-нибудь появятся.
«Я считаю, что экзокометы представляют немалый интерес по той же самой причине, по которой кометы важны для Солнечной системы, — заявил в интервью Scientific American, посвященном теме экзокомет, физик Эндрю Вандербург из Массачусетского технологического института, не участвовавший в этих исследованиях. —
Кометы явно сыграли важную роль в эволюции нашей Солнечной системы… И если история Солнечной системы так сильно зависела от комет, как мы можем надеяться понять другие планетные системы, не зная их собственных комет?»
Все эти недавно обнаруженные экзокометы обращаются вокруг звезды под названием Бета Живописца, хорошо изученной астрономами и находящейся всего в 65 световых годах от Земли — это довольно близко по космическим масштабам. Бета Живописца, масса которой в 1,7–1,8 раза больше солнечной, гораздо моложе нашей звезды, ей всего 10-40 млн лет, тогда как Солнечная система существует уже 4,5 млрд лет. Таким образом, изучая эту молодую планетную систему, астрономы как бы вглядываются в прошлое собственного мира. У молодой звезды имеются по меньшей мере одна гигантская газовая планета, по своим размерам в 11 раз превосходящая Юпитер и получившая обозначение Beta Pic b, а также огромный пылевой протопланетный диск диаметром свыше 60 млрд км.
В протопланетных дисках из газа и пыли постепенно формируются будущие планеты, подобные тем, что уже имеются у Солнца. На начальных стадиях в этих дисках царит хаос, обломки самого разного размера и зародыши планет — планетезимали и кометезимали — то и дело сталкиваются между собой, разрушаются и вновь слипаются. Здесь довольно велика роль и экзокомет, которые поначалу водятся в огромном количестве, но не все из них сохранятся после того, как планетная система будет окончательно сформирована.
Текущее открытие экзокомет отсылает также к работам двух групп астрономов 2019 года, в ходе которых были найдены первые экзокометы у Беты Живописца, — при этом также использовались данные TESS — Transiting Exoplanet Survey Satellite. Исследователи тогда пришли к выводу, что у этой звезды присутствуют по меньшей мере две отдельные группы экзокомет с существенно разными свойствами. Новые экзокометы добавились к непрерывно растущей базе инозвездных комет, найденных как TESS, так и предшественником этой космической обсерватории — космическим телескопом Kepler, специально предназначенным для поиска экзопланет. Хотя эти инструменты не стали первыми, обнаружившими какие-либо экзокометы, они первыми смогли зарегистрировать их непосредственным образом через так называемые транзиты — прохождения объектов по диску звезды, в ходе которых свет звезд периодически едва заметно меркнет, и этого достаточно, чтобы выявить даже небольшое космическое тело. Эти световые «провалы» совсем небольшие — в данном случае световой поток уменьшался лишь на 0,03%, а продолжительность подобных явлений не превышала суток.
Транзиты комет, впервые обнаруженные в 2017 году в данных Kepler, имеют несколько иной вид, чем транзиты экзопланет, — отчасти из-за длинных кометных хвостов.
Обрабатывая данные по транзитам, ученые способны также выяснить, насколько велика та или иная экзокомета, в то время как другие методы обнаружения могут к тому же позволить оценить ее скорость и вычислить орбиту. В совокупности вся эта информация дает более полную картину того, что происходит с экзокометами — как они рождаются и меняются со временем. Создание большого каталога прохождений экзокомет у разных звезд позволяет астрономам также выявить интересные закономерности в данных и, возможно, понять тенденции эволюции всего кометного облака, которая сопровождается процессами формирования крупных планет.
Джонатан Маршалл из Института астрономии и астрофизики тайваньской Academia Sinica надеется, что эта новая волна открытий экзокомет прольет также свет на явления гаснущих звезд, известных как «малые медведи». Интенсивность световых потоков от этих звезд колеблется примерно так же, как и в случае с Бетой Живописца, однако затемнения при этом случаются реже, а падения интенсивности светового потока гораздо существеннее. «Малые медведи» расположены гораздо дальше Beta Pic, что изрядно затрудняет изучение причин их затемнений, однако система Beta Pic может послужить удачным шаблоном для решения и этой проблемы, по крайней мере, по мнению Маршалла.
Экзокометы способны даже помочь объяснить казалось бы необъяснимые затемнения звезды KIC 8462852, более известной как «Звезда Бояджян» — она была названа так в честь ее первооткрывательницы Табеты Бояджян, астрофизика армянского происхождения, работающей в американском Университете штата Луизиана. Эта звезда приобрела необычную известность и даже популярность, когда в прессе распространилась спекулятивная гипотеза о том, что ее периодические затемнения могут свидетельствовать о наличии там какой-то внеземной мегаструктуры, построенной неведомой сверхцивилизацией. Сама Бояджян считает, что со временем будет найдено менее экзотичное объяснение происходящему с этой звездой, однако пока удовлетворяющее всех решение не найдено. «Мы все еще работаем над моделью, которая объяснит все данные, связанные с этой звездой, — говорит она. — На мой взгляд, экзокометы в этом случае по-прежнему остаются лучшей теорией, но все еще остается много открытых вопросов, на которые у нас нет хорошего ответа».
Если и есть какой-то однозначный вывод, который можно сделать в связи с открытием очередных экзокомет, так это то, что они определенно самое обычное явление среди звезд, тем более таких молодых, как Бета Живописца. И ученые ожидают, что в будущем TESS откроет их еще больше. Этому, несомненно, будет способствовать основная особенность этого инструмента — «одновременно наблюдать за миллионами звезд», считает Вандербург. «Это гораздо более эффективный способ поиска экзокомет, чем сканирование всех звезд по отдельности», — уверен он.
«К сожалению, наша группа добилась лишь самых первых результатов в исследованиях экзокомет. Потом началась война», — говорит ведущий автор статьи об экзокометах Яков Павленко, главный научный сотрудник Главной астрономической обсерватории в Киеве. — Мы продолжим этим заниматься после войны. Мы благодарим всех астрономов мира, которые поддерживают нас советами и действиями».
Ученые считают также, что долгожданный космический телескоп James Webb, запущенный в конце 2021 года, поможет им в исследованиях экзокомет, причем он способен будет дать совершенно новое представление об этих объектах.