Долгое время считалось, что пояс Койпера, который содержит миллионы ледяных тел, характерен только для нашей Солнечной системы. Однако выяснилось, что в космосе находится бесчисленное количество других звезд также окруженных подобными структурами, которые астрономы идентифицируют как источник экзокомет, то есть комет, находящихся за пределами нашего "звездного дома". Чтобы разгадать загадку происхождения этих космических путешественников, группа исследователей из Центра астрофизики (CfA) – авторитетного научного объединения Гарвардского и Смитсоновского институтов – провела масштабное наблюдение за множеством звездных систем, каждая из которых обладает собственным "ледяным" поясом. Ученые уверены, что полученные изображения станут ключом к пониманию процессов формирования комет, а также прольют свет на механизмы образования планетных систем в целом.
Отправной точкой для получения этих изображений послужил целенаправленный поиск экзокомет. Для этого астрономы задействовали два мощнейших инструмента: Субмиллиметровую решетку (SMA), гавайский комплекс радиотелескопов CfA, и Большую Атакамскую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), расположенную в высокогорной пустыне Атакама в Чили. Совместная работа этих обсерваторий легла в основу проекта REASONS (от англ. REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars), чья задача – обнаружение малых, ледяных тел, которые, подобно кометам в нашей системе, могли играть роль поставщиков воды на формирующиеся экзопланеты в далеком прошлом.
Изображения 74 звездных систем с кометными поясами, полученные обсерваториями SMA и ALMA.
Усилия команды REASONS увенчались сенсационным успехом. Как заявили астрономы CfA, последние наблюдения позволили обнаружить целых 74 пояса экзокомет, вращающихся вокруг своих звезд. Среди них встречаются как узкие кольцеобразные структуры, так и более широкие, дискообразные образования, напоминающие плоские блины, а не тонкие ореолы. Некоторые звездные системы оказались обладателями сразу нескольких поясов, а форма некоторых из них – эксцентричная, то есть вытянутая, овальная. По мнению исследователей из CfA, подобная форма может указывать на гравитационное влияние пока еще не открытых планет, которые "вытягивают" пояса своей массой.
Ученые намерены использовать полученные изображения для углубленного изучения происхождения и эволюции экзокомет. Существует гипотеза, что пояса, подобные поясу Койпера, формируются из остатков строительного материала, не вошедшего в состав планет. По аналогии, "новооткрытые" пояса экзокомет могут иметь схожее происхождение. Внутри этих ледяных резервуаров постоянно происходят столкновения между космическими телами, порождая более мелкие фрагменты – именно их и фиксируют наземные обсерватории, наблюдая экзокометы.
«Экзокометы – это массивные глыбы из камня и льда, достигающие километра и более в диаметре. Именно их столкновения в пределах этих поясов приводят к образованию мелкой "гальки", которую мы и наблюдаем с помощью телескопов ALMA и SMA», – поясняет Лука Матра, ведущий автор исследования и бывший научный сотрудник Субмиллиметровой решетки CfA. «Пояса экзокомет – это, по-видимому, довольно распространенное явление, встречающееся не менее чем в 20% планетных систем, включая и нашу собственную Солнечную систему».
