ALMA обнаружил загадочное газовое облако вокруг молодой звезды

Астрономы, работающие на телескопе ALMA в северном Чили, объявили об открытии объекта неясной природы – газового облака, состоящего из окиси углерода, в пылевом диске вокруг звезды Бета Живописца (Beta Pictoris). Странность этого объекта состоит в том, что газ должен быстро разлагаться под воздействием света центральной звезды и поэтому что-то — вероятно, частые столкновения малых ледяных объектов типа комет — должно приводить к постоянному пополнению его запасов, сообщает ESO.

Бета Живописца (Beta Pictoris), близкая к нам звезда, легко видимая невооруженным глазом на южном небе, уже приобрела известность как классический пример молодой планетной системы. Ее планета обращается вокруг нее на расстоянии 1,2 миллиарда километров, и кроме того, это одна из первых звезд, у которых найден обширный пылевой «осколочный диск».

Новые наблюдения, выполненные на телескопе ALMA, показали, что этот диск содержит большое количество газообразной окиси углерода (угарного газа). Присутствие этого газа, смертельного для человека, парадоксальным образом указывает, что планетная система Беты Живописца может оказаться подходящим местом для возникновения жизни. Кометная бомбардировка, которой подвергаются планеты в этой системе, с большой вероятностью может обеспечивать их необходимой для развития жизни водой.

Известно, что окись углерода легко и быстро разлагается под действием излучения центрального светила — в диске вокруг Беты Живописца она не может существовать более 100 лет. Поэтому обнаружить это вещество в диске, возраст которого 20 миллионов лет, было полной неожиданностью. Откуда он там взялся и почему не исчезает?

«Если только мы случайно не наблюдаем Бету Живописца в какой-то весьма необычный момент, получается, что запасы окиси углерода должны непрерывно пополняться», - сказал Уильям Дент (Bill Dent), астроном ESO в Объединенном Центре ALMA в Сантьяго (Чили) и ведущий автор статьи, публикуемой сегодня в журнале «Science». «Самый обильный источник окиси углерода в молодой планетной системе – это столкновения ледяных тел, начиная с комет и заканчивая объектами планетарного масштаба».

При этом частота столкновений должна быть очень высока. «Чтобы получить количество окиси углерода, которое мы наблюдаем, требуется ошеломляюще высокая частота столкновений — крупные кометы должны сталкиваться каждые пять минут» -- замечает Аки Роберге (Aki Roberge), астроном из Годдардовского исследовательского центра NASA в Гринбелте (США), соавтор работы. «Для того, чтобы обеспечить такое число столкновений, кометный рой должен быть очень плотным и массивным».

Наблюдения с телескопом ALMA принесли и еще один сюрприз. Уникальная способность этого инструмента одновременно измерять положения и скорости объектов позволила не только обнаружить присутствие окиси углерода, но и построить карту его распределения в диске. Оказалось, что газ сконцентрирован в одиночном компактном облаке на расстоянии в 13 миллиардов километров от звезды, что примерно втрое больше, чем расстояние от Нептуна до Солнца. Природа этого облака остается загадкой.

«Открытие газового сгустка дает ключ к пониманию того, что происходит на периферии этой молодой планетной системы», - говорит Марк Уайетт (Mark Wyatt), астроном из Кембриджского университета (Великобритания), соавтор статьи. Существует два пути, которыми такое облако могло сформироваться, объясняет он: «Возможно, гравитационное притяжение пока невидимой планеты с массой как у Сатурна концентрирует кометные столкновения внутри небольшой области. Другое объяснение – мы видим остатки единичного катастрофического столкновения двух ледяных планет размером с Марс».

И в том, и в другом случае у астрономов есть основания полагать, что у Беты Живописца может быть найдено еще несколько планет. «Открытие окиси углерода — это только начало. При разрушении ледяных тел могут выделяться и другие, более сложные пре-органические молекулы», - добавляет Роберге.

На телескопе ALMA, который все еще не достиг максимальной реализации своего наблюдательного потенциала и продолжает его наращивать, планируются дальнейшие наблюдения, которые должны пролить свет на процессы, происходящие в этой необычной планетной системе и помочь нам лучше представить себе условия формирования нашей Солнечной системы.