Молодая звезда Фомальгаут, находящаяся всего на расстоянии 25 световых лет от Земли, является ареной космических битв.

Астрономы, использующие инфракрасный космический телескоп Гершель ЕКА (Европейское космическое агентство), исследовали пылевой пояс вокруг этой звезды. Возле неё каждый день сталкивается около 2 000 комет, тысячи планетезималей измельчаются там, как сообщают исследователи из команды Брэма Аккэ (Bram Acke), в мельчайшие пылинки. Это, по мнению международной группы, единственно возможное объяснение свойств уже известного с 1980 года пылевого кольца, окружающего Фомальгаут. Как выяснилось, у молодого солнца имеется также две планеты.

Взгляд с помощью телескопа Гершель на пылевой диск вокруг Фомальгаута

Предыдущие измерения, сделанные космическим телескопом Хаббл, показали: кольцо имеет диаметр, который приблизительно соответствует тройному расстоянию от карликовой планеты Плутон до Солнца. Фомальгаут - звезда с массой примерно в два раза большей, чем у нашего светила, имеет возраст всего лишь около 200 млн. лет. Пылевой диск вокруг звезды был открыт уже в 1980-ые годы с помощью инфракрасного спутника IRAS. Европейский космический телескоп Гершель дал о нём астрономам гораздо более детальное представление.

Данные телескопа Хаббл до сих пор позволяли предположить, что частицы пыли едва достигают нескольких сотых долей миллиметра. Но теперь измерения температуры показывают, что частицы либо должны быть значительно меньше, либо не могут быть массивными гранулами. Группа Брэма Аккэ из университета бельгийского города Лёвен (L?wen) смогла установить с помощью данных телескопа Гершель, что пыль в кольце вокруг Фомальгаута должна иметь температуру от минус 230 до минус 170° C.

По наблюдениям с помощью телескопа Гершель, пыль в поясе состоит из частиц величиной несколько микрометров. Более ранние исследования Хаббла, однако, указывали на материал в пылевом поясе, превышающий этот диаметр больше чем 10 раз. Астрономы сделали тогда из этого факта заключение, что пояс в видимом световом диапазоне довольно тускл. Но температуры, определённые Гершелем в инфракрасном диапазоне, не позволяют согласиться с этим выводом. Поэтому исследователи во главе с Аккэ предполагают, что речь идет о рыхлых соединениях, которые очень похожи на пылевые частицы, устремляющиеся в пространство из комет нашей Солнечной системы. Такое предположение может объяснить как температурные измерения, так и освещенность пояса в видимом световом диапазоне.

Тем не менее, эти частицы настолько малы, что их должно было бы быстро выдувать мощное излучение яркой звезды. Поэтому исследователи делают вывод, что пыль должна регулярно восполняться, благодаря постоянным столкновениям крупных объектов на орбите вокруг Фомальгаута. Но необходимая для этого частота столкновений весьма значительна. По их расчетам, в день должны были бы сталкиваться 2 кометы диаметром 10 км или же 2 000 небесных тел с диаметром 1 км, которые при этом полностью распыляются. "Я был очень удивлен, - признается Аккэ. - Всё же для меня это были чрезвычайно большие цифры".

Астрономы вычислили, что для такой частоты столкновений в поясе должно быть от 260 млрд. до 83 блн. комет. Это вполне реально, однако, данное число примерно соответствует количеству объектов, которые, по предположениям учёных, ранее находились в поясе Койпера (кольцо из ледяных небесных тел за орбитой планеты Нептун) вокруг нашего молодого Солнца. К поясу Койпера относятся ледяные малые планеты, такие как Плутон, а также меньшие по размерам кометы. Масса всех этих мириад небесных тел в поясе Койпера составляет в сумме самое большее одну десятую часть массы земного шара, но могла первоначально соответствовать 30 массам нашей планеты.

"Сенсационные фотографии пылевого диска вокруг Фомальгаута, сделанные с помощью телескопа Гершель, дают нам уникальную возможность получить представление о поясе Койпера", - полагает Горан Пильбратт (G?ran Pilbratt), научный сотрудник проекта Гершель Европейского космического агентства. "Исследование пылевого пояса с помощью телескопов Гершель и Хаббл показывает, насколько это может быть выгодным для изучения неба в самых разных волновых диапазонах".

Вероятно, в поясе Койпера когда-то происходила битва комет, похожая на ту, которую сейчас испытывает пылевой диск Фомальгаут. По словам Аккэ и его коллег, для объяснения наблюдаемого появления пыли он должен содержать теперь материал, соответствующий 110 массам земного шара. Возможно, причиной этого явления стала планета Фомальгаут B, вращающаяся по эксцентрической орбите.

Звезда Фомальгаут, расходующая своё горючее гораздо быстрее, чем Солнце, находится не в центре пылевого пояса. Поэтому исследователи давно предположили, что рядом с кольцом есть планета, которая влияет на орбиты небесных тел внутри него. Наблюдения показали, что у этого диска есть остро очерченный внутренний край. Так как звезда находится не точно в центре пылевого кольца, а ближе к его южной стороне, то эта его часть несколько теплее и светлее чем северная. Асимметричность и узкую ограниченность астрономы приписывали планете, вращающейся вокруг Фомальгаута и сфотографированной в 2008 космическим телескопом Хаббл. Действительно, команда исследователей смогла подтвердить наличие там света планеты и сделала вывод, что гигантская планета Фомальгаут B находится примерно в четыре раза дальше от Фомальгаута, чем Нептун от Солнца.