В системе звезды, расположенной рядом с Землёй, найдены следы тяжёлой бомбардировки

η Ворона, шестое по яркости светило своего созвездия, находится всего в 18,2 пк от Земли. Оно незначительно опережает Солнце по массе, эффективной температуре и светимости, но образовалось позже нашей звезды. Возраст η Ворона обычно оценивают в 1,3–1,4 млрд лет, тогда как Солнце просуществовало уже четыре с лишним миллиарда лет.

В 2005-м астрономы обнаружили массивное «холодное» осколочное кольцо диаметром около 300 а. е., опоясывающее η Ворона и наклонённое под углом в 45˚ к лучу обзора. Гораздо раньше — в восьмидесятых годах прошлого века — звезду исследовала инфракрасная орбитальная обсерватория IRAS, и тогда учёные отыскали следы «тёплой» пыли, находящейся в нескольких астрономических единицах от светила. Сопоставление этих данных и результатов наблюдений срединной области системы, свободной от пыли, позволяет заключить, что околозвёздный диск η Ворона схож с дисками звёзд LkCa 15 и SAO 206462, о которых «КЛ» рассказывала позавчера. Упомянутые диски имеют широкую щель, образовавшуюся, вероятнее всего, под действием планет.

В Солнечной системе, напомним, также выделяются два небольших пояса с обломками, пылью и планетезималями: «тёплая» пыль и каменистые тела, богатые металлами, населяют пояс астероидов, расположенный в 2–4 а. е. от Солнца, а «холодная» пыль и ледяные планетезимали находятся в поясе Койпера на удалении в 30–60 а. е.

Очевидная аналогия между системами Солнца и η Ворона привлекла внимание авторов, и они провели наблюдения внутреннего пылевого кольца последней на инфракрасных телескопах «Спитцер» и IRTF в диапазонах длин волн 5,2–35 и 2,2–5,1 мкм. Некоторые результаты этого исследования астрономы представили в начале месяца на конференции в Нанте, а сейчас они подготовили полный отчёт, который будет опубликован в Astrophysical Journal.

η Ворона и её «холодный» осколочный пояс на снимке, сделанном космическим телескопом «Гершель». Слева вверху обозначен размер Солнечной системы. (Иллюстрация ESA / Herschel / SPIRE / PACS / DEBRIS.)

Обработка снятых спектров показала, что «тёплая» пыль у η Ворона содержит вещества, характерные для кометной пыли: оливины, пироксены, кварц, сульфиды, аморфный неорганический углерод, водный лёд и полициклические ароматические углеводороды. Довольно высокая температура пылевых частиц свидетельствует о том, что они находятся в 3,0 ± 0,3 а. е. от звезды (в Солнечной системе измеренной температуре отвечает удаление в ~1,3 а. е.). Общая масса «тёплого» вещества составляет не менее 9•10¹⁸ кг и эквивалентна массе плотного — 1 г/см³ — ледяного тела радиусом в 126 км (крупного кентавра или среднего объекта пояса Койпера) или пористого — 0,4 г/см³ — ледяного тела со 172-километровым радиусом, напоминающего гигантскую комету. Такая оценка, заметим, даётся для частиц размером 0,1–100 мкм; реальная масса «тёплой» пыли может доходить и до 9•10²¹ кг.

Объяснить появление внутреннего пылевого пояса может только гипотеза о столкновении, произошедшем вблизи η Ворона, причём наиболее вероятным источником пыли авторы называют крупный ледяной объект, который сформировался в самом начале эволюции звезды и долгое время находился в отдалённых областях системы, где температура остаётся низкой. Другими словами, он провёл сотни миллионов лет во внешнем «холодном» осколочном кольце звезды — её собственном «поясе Койпера».

Интересно, что спектр, переданный «Спитцером», хорошо согласуется со спектрами, полученными при исследовании фрагментов метеороида 2008 TC₃ — метеоритов, которые были собраны в Судане в 2008-м и относятся к очень редкой и необычной группе уреилитов. Происхождение последних пока не установлено, но наблюдения η Ворона могут прояснить этот вопрос: если ледяной объект, создавший пылевое кольцо у звезды, действительно образовался в её «поясе Койпера», то один из предшественников уреилитов должен был выйти из пояса Койпера Солнечной системы.

Найти причину, по которой тело из отдалённого осколочного кольца начало сближаться с η Ворона, двигаясь к точке столкновения, несложно, поскольку все необходимые вычисления теоретики уже выполнили при моделировании эволюции Солнечной системы. Известная «модель Ниццы», скажем, предсказывает, что естественная миграция газовых гигантов дестабилизировала орбиты объектов пояса Койпера, которые стали проникать во внутреннюю область Солнечной системы и сталкиваться с планетами земной группы и их спутниками. Этот период эволюции, отмеченный появлением множества кратеров на Луне, называют поздней тяжёлой бомбардировкой.

Логично предположить, что бомбардировка разворачивается и в системе η Ворона, покой внешних границ которой нарушил газовый гигант. По расчётам авторов, для формирования наблюдаемого пояса «тёплой» пыли вполне достаточно столкновения выброшенного из «пояса Койпера» тела радиусом в ~200 км (или нескольких тел меньшего размера, соответствующих ему по общей массе) с гораздо более крупным объектом планетарной массы, расположенным в ~ 3 а. е. от звезды. Столкновение должно было произойти более тысячи лет назад на скорости в 5–10 км/с.

Если эти рассуждения верны, на расстоянии около 3 а. е. от η Ворона — в обитаемой зоне звезды — должна находиться планета земного типа, которая приняла удар ледяного объекта (объектов) на себя. Отыскать её прямо сейчас астрономы, скорее всего, не смогут, но в ближайшем будущем, с развитием средств наблюдений, шансы на успех у них появятся.

Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения.

science.compulenta.ru