Hubble разглядел в системе Бета Живописца «кошачий хвост» длиной в 500 расстояний от Земли до Солнца

В системе Бета Живописца, в 63 световых годах от нас, телескоп Hubble исследовал структуру, которую астрономы называют «кошачьим хвостом». Она тянется от диска обломков вокруг молодой звезды. Если бы хвост можно было вытянуть в линию, он покрыл бы расстояние от Земли до Солнца примерно 500 раз. По оценкам исследователей, структура возникла после столкновения двух тел размером с Плутон.

Бета Живописца — молодая система возрастом не более нескольких миллионов лет. Наша Солнечная система существует около 4,6 миллиарда лет, и потому в Бете Живописца до сих пор происходят столкновения планетных тел, похожие на те, что сотрясали Солнечную систему в её младенчестве. Астрономы не могут заглянуть в прошлое нашей системы, поэтому изучают молодые соседние системы, чтобы понять, как формировалась наша.

«Считается, что „кошачий хвост“ — следствие столкновения крупных тел, размером примерно с Плутон, — сказал руководитель исследования Арин Авсар из Аризонского университета. — Странно, что раньше эту структуру видели только с телескопом James Webb, который улавливает инфракрасный свет, а на более коротких волнах она оставалась невидимой, и это долго озадачивало сообщество».

Разгадка, по словам Авсара, в составе: хвост почти целиком состоит из органического тугоплавкого материала с высоким содержанием углерода. Длинные цепочки углеродных атомов поглощают видимый свет, поэтому выглядят очень тёмными. Наблюдения Hubble за 14 лет показали, что структура не только формой напоминает кошачий хвост: она ещё и «пушистая». Слагающие её пылинки крайне пористые.

«Как получаются настолько мелкие и при этом настолько пористые пылинки, никто толком не понимает, и отчасти поэтому мы изучаем эту структуру, — сказал Авсар. — Возможно, скорости при столкновениях были так велики, что углеродные зёрна испарились, превратились в газ, а затем сконденсировались при охлаждении — так они и стали пористыми».

Учёные нашли в хвосте и ещё одну особенность — искривление, которое, вероятно, возникло из-за взаимодействия потока вещества с планетой Бета Живописца b, газовым гигантом в десять раз массивнее Юпитера. «Это даёт нам ещё одно свидетельство того, как гигантские планеты влияют на кометы своей огромной гравитацией, — сказал Авсар. — Это подтверждает, насколько сильно такие планеты воздействуют на окружающую пыль и ледяные тела на расстояниях в сотни астрономических единиц».

Для сравнения: наша Солнечная система выглядит упорядоченной. Планеты обращаются вокруг Солнца, а большинство каменных тел собрано в поясах — главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером и поясе Койпера за орбитой Нептуна. Но это лишь нынешнее состояние: в юности Солнечная система была хаотичной, и столкновения планетезималей — строительных блоков планет — были обычным делом.

Открытый вопрос звучит так: если «кошачий хвост» возник из столкновения тел размером с Плутон и сохраняет следы взаимодействия с газовым гигантом, то сколько ещё подобных структур скрыто в дисках молодых систем — и не окажется ли, что именно такие столкновения, а не постепенное накопление пыли, определяли облик планетных систем на ранних этапах?