Изменяющийся диск из обломков вокруг соседней звезды

Художественное изображение AU Mic

Молодая звезда AU Microscopii, похоже, энергично перемешивает свое окружение: за динамикой ее диска, состоящего из обломков, можно следить с Земли почти в живую.

32,3 светового года отделяет от нас красный карлик - звезду АС Microscopii (AU Mic), которую можно наблюдать в южном созвездии Микроскоп. Она окружена диском из обломков, повернутым к нам почти точно ребром. С помощью разработанного при участии Института астрономии Макса Планка прибора SPHERE, установленного на Very Large Telescope (ESO), удалось четко и подробно отобразить этот диск.

Диск из обломков вокруг AU Mic © ESO

Сравнение с предыдущими наблюдениями космического телескопа Хаббла впервые надежно доказывает изменение этих структур за несколько лет. Диск вокруг AU Mic явно показывает исходящие, быстро перемещающиеся волнообразные структуры. Астрономы пока не выяснили, что это такое и как эти структуры образовались. Они могли возникнуть в связи с извержениями звезды AU Mic и/или с планетами в пылевом диске, присутствие которых до сих пор не подтверждено. Результаты были недавно опубликованы в "Nature".

Изменяющийся диск Фото: © ESO (2014), NASA / ESA (2010, 2011)

Эта серия трех снимков диска из обломков вокруг AU Mic показывает недавно обнаруженные подвижные, волнообразные структуры. Верхнее и среднее фото созданы космическим телескопом Hubble в 2010 и 2011 годах. Подробная запись прибора SPHERE была получеена с VLT 10 августа 2014. Одна из его задач состоит в подавлении яркого света центральной звезды для наблюдения за более слабо освещенным диском. Чтобы сделать видимыми структуры его внешних регионов, была увеличена светимость. Позиция звезды обозначена символом. Для сравнения размеров на верхнем краю изображения показана орбита планеты Нептун (60 AE).

AU Mic - красный карлик типа М1 Ve, принадлежащий к классу эруптивных переменных звезд, для которых характерно истечение материи из экваториальной зоны. Возникшая приблизительно 12 млн лет назад звезда почти вдвое меньше Солнца и намного его моложе (нашему светилу 4,57 млрд лет). С 2003 года известно, что AU Mic окружен диском из обломков радиусом около 200 астрономических единиц (AE).

Диски из обломков (англ. "debris disks"), как на AU Mic, являются остатками периода формирования планет. После завершения звездообразования AU Mic была окружена протопланетным газопылевым диском, из которого в результате столкновений между планетезималями или распада комет возможно формировались планеты. Их существование могли бы подтвердить дальнейшие наблюдения. И Солнечная система окружена таким, но значительно более старым диском - поясом Койпера, находящимся за орбитой Нептуна и состоящим из тысяч мелких небесных тел.

Быстрые изменения вокруг молодой звезды

Когда команда SPHERE искала целевые объекты для первых наблюдений, явным кандидатом стала AU Mic. Томас К. Хеннинг (Thomas K. Henning), директор отделения «Образование планет и звезд" в Институте астрономии Макса Планка, участвующий в исследовании, разъяснил в сообщении MPIA:

"Лишь взглянув, мы сразу увидели подробные структуры в диске - если бы вы мне несколько лет назад сказали, что в 2015 году будет возможно получить такие изображения, я бы вам, вероятно, не поверил. Затем мы сравнили эти структуры со снимками, которые несколько коллег и я сделали в 2010 и 2011 годах с помощью космического телескопа Hubble. Нас ждал сюрприз. Мы действительно могли четко идентифицировать целый ряд структур в снимках как SPHERE, так и Hubble, но за несколько лет, которые прошли между двумя наблюдениями, эти структуры оказались значительно дальше от звезды. Впервые мы наблюдаем не только структуру или спектральные характеристики такого диска из обломков - мы смогли стать свидетелями, как изменился диск".
Томас К. Хеннинг

Ученые пока не выяснили, как в диске из обломков происходит эта динамика. Как и многие относительно молодые звезды, AU Mic часто показывает сильную активность. Там происходят с определенной частотой и высокой скоростью извержения звездной плазмы. Следствием этого могут быть движущиеся структуры в пылевом диске. Если найдутся доказательства существования одной или более планет, то те могут тоже оказаться виновницами динамики внутри диска. В этом случае изменения вызываются гравитационным притяжением планет во время их прохода сквозь диск.

Астрономы всего мира будут следить за AU Mic, чтобы получить убедительное свидетельство динамики дисков этой звезды. Возможно, будет обнаружены даже планеты, зарождающиеся вокруг AU Mic.

Источник: nature.com