Общепризнанная модель формирования каменистых планет заключается в том, что они представляют собой результат столкновений и слияний более мелких небесных тел 一 планетезималей (зародышей планет), которые, в свою очередь, рождались в ходе слипания пылинок протопланетного диска.
А малые тела, такие как астероиды и кометы 一 побочный продукт процесса формирования планет, остатки протопланетного диска. Кроме того, считается, что они могли быть ответственны за возникновение жизни на Земле: сталкиваясь с протопланетой, кометы и астероиды доставляли на её поверхность воду и органические вещества. Изучение экзокомет поможет узнать больше об эволюции Солнечной системы и уточнить модели образования планет.
Для поиска экзокомет лучше всего подходят системы с молодыми звёздами, поскольку считается, что на ранних стадиях эволюции существует больше комет. С возрастом звезды их количество уменьшается.
Один из популярных у астрономов объектов для наблюдений 一 звезда Бета Живописца. Во-первых, по космическим меркам она находится очень близко от нас 一 в 63 световых годах.
Во-вторых, это молодое светило 一 ему «всего» от 20 до 26 миллионов лет. Звезда окружена протопланетным диском из газа, пыли и обломков. В нём активно формируются, как минимум, две экзопланеты 一 газовые гиганты в 9 и 11 раз массивнее Юпитера.
И, наконец, протопланетный диск виден нам с ребра, поэтому небесные тела на орбите вокруг звезды проходят перед ней относительно нашей точки зрения (транзиты). Это упрощает обнаружение объектов в системе.
Поиск экзокомет 一 сложная задача, поскольку размер их ядер намного меньше экзопланет и в поперечнике составляет не более сотни километров. Однако, приближаясь к светилу, ядра комет за счёт сублимации замороженных летучих веществ начинают формировать комы и длинные хвосты из газа и пыли. По ним астрономы и могут обнаружить экзокометы, когда те проходят на фоне родительской звезды. Газопылевые хвосты способны поглощать часть проходящего через них света звезды, что приводит к появлению характерных линий поглощения в её спектре. Именно так астрономы обнаружили признаки существования экзокомет ещё в 1980-х годах в этой системе.
Спустя несколько десятилетий астрономы попробовали использовать космический телескоп TESS, предназначенный для поиска экзопланет транзитным методом, чтобы обнаружить экзокометы у Беты Живописца. Метод состоит в том, что, когда небесные тела проходят перед своей звездой, они блокируют часть её света, вызывая «провалы» в кривой блеска светила. Первые три экзокометы TESS обнаружил таким образом ещё пару лет назад.
Теперь же, повторный анализ данных TESS, охватывающих 156 дней наблюдений, позволил отыскать сразу 30 экзокомет в системе Беты Живописца, а заодно подтвердить старые открытия. При этом впервые учёные оценили размеры их ядер и построили распределение по размерам.
Используя в качестве модели комету Хейла-Боппа, астрономы оценили размеры хвостов обнаруженных экзокомет и количество испускаемой ими пыли. Это позволило определить диаметры ядер небесных тел: выяснилось, что они находятся в диапазоне от 3 до 14 километров в поперечнике.
Диапазон размеров и преобладание маленьких экзокомет над более крупными соответствует распределению комет в Солнечной системе в различных её областях.
Учёные предполагают, что так же, как и в Солнечной системе, в системе Беты Живописца экзокометы образовались в результате столкновений и распадов более крупных тел. Это говорит о том, что и их влияние на формирование планет может быть схожим.
Изучая внесолнечные миры, астрономы пытаются собрать доказательства, что принципы формирования планетных систем вокруг разных звёзд одинаковы или, по крайней мере, аналогичны. Это поможет понять, как именно формировалась наша Солнечная система.
Автор: Алина Нестерова
Источники: www.space.com, phys.org, www.nature.com, earthsky.org
