Астрофизики раскрыли структуру 74 экзокометных поясов, вращающихся вокруг близлежащих звезд

30 экзокометных поясов, изображенных в этом исследовании, показывают экстремальные вариации в таких поясах. Автор: Prof Luca Matra, Trinity College Dublin.

Астрофизики под руководством команды из Тринити-колледжа в Дублине впервые получили изображения большого количества экзокометных поясов вокруг близлежащих звезд и крошечных камешков внутри них. Кристально чистые изображения показывают свет, излучаемый этими миллиметровыми камешками внутри поясов, которые вращаются вокруг 74 близлежащих звезд самых разных возрастов — от тех, которые только что появились на свет, до тех, которые находятся в более зрелых системах, таких как наша собственная Солнечная система.

В этих регионах настолько холодно (от -250 до -150 градусов по Цельсию), что большинство соединений, включая воду, замерзают в виде льда на этих экзокометах. Поэтому астрофизики наблюдают, где находятся ледяные резервуары планетных систем. REASONS — первая программа, которая раскрывает структуру этих поясов для большой выборки из 74 экзопланетных систем.

Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA) — это решетка из 66 радиотелескопов в пустыне Атакама на севере Чили, а Субмиллиметровая решетка (SMA) — это похожая решетка из восьми элементов на Гавайях. Оба наблюдают электромагнитное излучение на миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн. В этом исследовании обе использовались для получения изображений, которые предоставили больше информации о популяциях экзокомет, чем когда-либо прежде.

«Экзокометы — это глыбы камней и льда размером не менее 1 км, которые сталкиваются друг с другом в пределах этих поясов, образуя гальку, которую мы наблюдаем здесь с помощью телескопов ALMA и SMA. Экзокометные пояса обнаружены по меньшей мере в 20% планетных систем, включая нашу собственную Солнечную систему», — сказал Лука Матра, доцент Школы физики Тринити-колледжа и старший автор научной статьи, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics.

Все 74 экзокометных пояса, изображенные в этом исследовании. Автор: Prof Luca Matra, Trinity College Dublin

Доктор Себастьян Марино, научный сотрудник Королевского общества в Университете Эксетера и соавтор этого исследования, добавил: «На снимках видно поразительное разнообразие в структуре поясов. Некоторые из них представляют собой узкие кольца, как на каноническом изображении «пояса», подобного поясу Эджворта-Койпера нашей солнечной системы. Но большинство из них широкие и, вероятно, их лучше описать как «диски», а не кольца».

Некоторые системы имеют несколько колец/дисков, некоторые из которых эксцентричны, что свидетельствует о наличии пока необнаруженных планет, гравитация которых влияет на распределение гальки в этих системах.

«Сила такого крупного исследования, как REASONS, заключается в выявлении свойств и тенденций в масштабах всей популяции», — пояснил профессор Матра.

«Например, он подтвердил, что количество камешков уменьшается для старых планетных систем по мере того, как пояса исчерпывают более крупные экзокометы, сталкивающиеся друг с другом, но впервые показал, что это уменьшение количества камешков происходит быстрее, если пояс находится ближе к центральной звезде. Он также косвенно показал — через вертикальную толщину поясов — что ненаблюдаемые объекты размером от 140 км до размера Луны, вероятно, присутствуют в этих поясах».

Доктор Дэвид Уилнер, старший астрофизик в Центре астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт, подчеркнул: «Такие массивы, как ALMA и SMA, используемые в этой работе, являются исключительными инструментами, которые продолжают давать нам невероятные новые знания о Вселенной и ее работе. Исследование REASONS потребовало больших усилий сообщества и имеет невероятную ценность для наследия, открывая множество потенциальных путей для будущих исследований».

«Например, набор данных REASONS о свойствах поясов и планетных систем позволит изучать рождение и эволюцию этих поясов, а также проводить последующие наблюдения во всем диапазоне длин волн, от JWST до следующего поколения сверхбольших телескопов и предстоящей большой программы ALMA ARKS, чтобы еще больше изучить детали этих поясов».

Больше информации: Astronomy and Astrophysics (2025).

Источник: Trinity College Dublin