"Охотник за планетами" TESS открыл сразу три кометы у другой звезды

Космический телескоп TESS, предназначенный для поиска планет у других звёзд, принёс неожиданный "улов": астрономы нашли не экзопланеты, а экзокометы. Это одно из очень немногих наблюдений в истории астрономии, подтверждающих существование комет вне Солнечной системы.

Научная статья с результатами открытия принята к публикации в журнал Astronomy and Astrophysics, а её препринт размещён на сайте arXiv.org.

Речь идёт о звезде бета Живописца, расположенной в 63 световых годах от Земли.

Это светило близкое и яркое, благодаря чему его удобно изучать. Хорошо ещё и то, что оно очень молодое. Звезде всего лишь 23 миллиона лет (для сравнения: Солнцу около пяти миллиардов). Поэтому астрономы ценят возможность проверить свои представления о том, как ведут себя юные звёзды и их системы.

Один из теоретических прогнозов утверждает, что вокруг молодых светил должно быть куда больше комет, чем вокруг зрелых. Поэтому бета Живописца – идеальный кандидат для поиска "хвостатых".

Команда во главе с Грантом Кеннеди (Grant Kennedy) из Уорикского университета, выполнившая недавнее исследование, стала не первой, кто заговорил о кометах в системе этого светила.

Ещё в 1987 году другие учёные заметили, что спектр этой звезды меняется со временем. Всё выглядело так, как будто между бетой Живописца и наблюдателем периодически возникает вещество, поглощающее свет на определённых частотах.

Исследователи предположили, что в системе беты Живописца присутствует облако комет. Время от времени они проходят между наблюдателем и светилом. При этом расстояние между кометами и звездой составляет от нескольких радиусов до нескольких десятков радиусов последней.

Поясним, что хвосты комет растягиваются на миллионы километров. Поэтому подобная вуаль вполне могла повлиять на наблюдаемый спектр звезды.

В 2014 году были опубликованы новые результаты, подтверждающие существование комет в этой системе. Они тоже были получены с помощью спектральных наблюдений. Одновременно такие же данные были получены о нескольких других звёздах (например, HD 172555).

Однако в науке факт считается по-настоящему надёжно установленным, когда он подтверждён несколькими независимыми методами. Поэтому астрономам хотелось получить ещё какое-нибудь подтверждение существования экзокомет.

Ещё 20 лет назад специалисты рассчитали, что кометные хвосты должны затмевать родительскую звезду. При этом её видимая яркость будет падать на десятые доли процента. Уже тогда эксперты проанализировали наблюдения беты Живописца с 1981 года и заключили, что видят нечто подобное, хотя и не могут говорить об открытии комет с уверенностью.

Это очень похоже на поиск планет методом транзитов. Экзопланета проходит между наблюдателем и звездой и частично блокирует свет последней. По этим характерным падениям яркости и обнаруживается новый мир.

Поэтому неудивительно, что новые данные об экзокометах были получены на инструментах, занимающихся охотой на планеты транзитным методом. Так, в 2017 году данные о кометах в системах звёзд KIC 3542116 и KIC 11084727 были получены благодаря телескопу Kepler.

А что же бета Живописца, с которой всё началось? Теперь, благодаря команде Кеннеди, экзокометы обнаружены транзитным методом и у неё тоже. Этот успех подтверждает результаты давних спектральных наблюдений и становится ещё одним вкладом в небогатую пока копилку открытий комет за пределами Солнечной системы.

Астрономы обнаружили следы "хвостатых" в данных телескопа TESS, который так же, как и "Кеплер", ищет транзиты экзопланет. На сей раз он уловил затмения беты Живописца тремя экзокометами.

По глубине, длительности и форме эти падения яркости в точности соответствовали теоретическим представлениям о транзитах комет. В частности, они были асимметричными. Ведь и сама комета асимметрична: у неё есть вытянутый в одну сторону длинный хвост, расширяющийся к концу.

"Благодаря другой технике [наблюдений] в течение трёх десятилетий озвучивались предположения, что у беты Живописца есть экзокометы, и данные TESS представляют долгожданные независимые доказательства их существования. Следующая цель – найти похожие сигнатуры [в данных о] других звёздах", – резюмирует Кеннеди.

Исследователи полагают, что это только начало. Как уже упоминалось, по прогнозам теоретиков, кометы чаще встречаются в системах молодых звёзд. "Кеплер" же в основном наблюдал зрелые светила. Что же касается TESS, он обозревает всё небо, и в его объектив попадает более чем достаточно юных солнц. Так что человечеству, видимо, предстоит познакомиться с многими другими экзокометами.