Астрономы выяснили, как звезды становятся властелинами "кометных колец"

Необычные тонкие кольца из комет и пыли, окружающие Фомальгаут и еще несколько других молодых звезд, сохраняют стабильность благодаря тому, что внутри них постоянно формируются небольшие планеты, говорится в статье, опубликованной в Astronomical Journal.

"Узкие границы этих колец всегда были загадкой для нас – как правило, новорожденные звездные системы не бывают столь упорядоченными. Обычно материя в них движется хаотическим образом до тех пор, пока весь "мусор" не будет выметен и планеты не обоснуются на своих постоянных орбитах, подобно Земле и другим небесным телам Солнечной системы", — рассказывает Кэри Лиссе (Carey Lisse) из университета Джона Гопкинса (США).

За последние десять лет астрономы открыли несколько крайне необычных структур у целого ряда новорожденных и молодых звезд, которые можно условно назвать космическими аналогами "глаза Саурона" из книг Толкина. Они представляют собой очень узкие и плотные кольца из газа, пыли и комет, которые вращаются вокруг звезд на очень большом расстоянии.

Многие из подобных колец, как недавно обнаружили астрономы, часто бывают расположены на очень близком расстоянии друг к другу. При этом они остаются стабильными и не распадаются, что говорит о том, что их не могли породить крупные планеты, обитающие в промежутках между кольцами, и что какие-то другие небесные тела удерживают их от "расползания".

Лиссе и его коллеги раскрыли секрет формирования подобных космических "кометных колец", изучая снимки, полученные телескопами IRTF и "Джимини", а также инфракрасными обсерваториями НАСА, при наблюдениях за тремя новорожденными звездными системами – Фомальгаутом, HD 32297 в созвездии Ориона и HR 4796A в созвездии Центавра.

Как рассказывает Лиссе, изначально планетологи считали, что реальным "властелином" и создателем этих колец могли быть особо крупные экзопланеты, сформировавшиеся в промежутках между роями комет и незаметно для нас "дирижирующие" их движением.

Новые фотографии этих колец у трех звезд, по его словам, ставят под сомнение эту идею – в таком случае часть комет должна была неизбежно упасть на поверхность этих "суперземель" и разбиться, породив огромные облака пыли и газа, которые должны были быть видны на инфракрасных и оптических фотографиях этих колец. Ничего подобного ученые не нашли, что заставило их отбросить эту гипотезу.

Что тогда могло породить эти кольца? Ответ на этот вопрос планетологи нашли, анализируя химический состав и температуру колец, вращающихся вокруг звезды HR 4796A. Внутри него они нашли десятки комет, а также несколько областей, разогретых до примерно тысячи градусов Кельвина и содержавших в себе "чистые" атомы некоторых химических элементов, что является крайне необычной вещью для кометных колец.

С другой стороны, относительно высокие температуры и подобный химический состав, по словам исследователей, характерен для другого класса объектов – небольших протопланет, сформировавшихся в результате столкновения крупных астероидов или нескольких комет.

Соответственно, если в данном кольце присутствует несколько десятков подобных "зародышей", то они, как показывают расчеты ученых, должны захватывать всю материю, выбрасываемую в ходе столкновений комет, и удерживать кольца от распада.

В конечном итоге, эти "зародыши" объединятся в мини-планеты, чьей массы хватит для формирования полноценного аналога Земли или даже более крупных планет. Как полагают ученые, подобные процессы могли происходить и в ранней Солнечной системе, и они хорошо бы объясняли некоторые странности в поведении и химическом составе Урана и Нептуна, а также то, как возникают "суперземли" в относительно немолодых экзопланетных системах.