Астрономы из Университета Аризоны «похоронили» планету, обнаруженную более десяти лет назад, и ставшую одним из самых известных открытий наблюдательной астрономии 21 века.
В 2008 году коллектив учёных под началом Пола Каласа из Университета Калифонии в Беркли разглядел планету рядом с одной из самых ярких звёзд неба — Фомальгаутом, или звездой α созвездия Южная Рыба (α Piscis Austrinus), которая находится всего в 25 световых годах от Земли.
В те годы только начинался бум, связанный с открытием экзопланет, и Фомальгаут b стала одной из первых планет, открытых методом прямых снимков.
Ученые рассчитали тогда, что планета движется примерно в 115 а. е. (расстояние от Земли до Солнца) от звезды, недалеко от внутреннего края массивного газопылевого диска, окружающего и сам Фомальгаут, и его планету. Именно диск, точнее, его необычно резкая граница и небольшая асимметрия, и навели учёных на мысль, что здесь может прятаться планета. Эта же пыль позволила оценить и массу Фомальгаута b, которая не может быть больше трех масс Юпитера.
И до, и после открытия Фомальгаута b планеты у других звезд открывались куда чаще косвенными методами – по затмению звезд (метод транзитов) и по отслеживанию их колебаний (метод лучевых скоростей). Планет, открытых методом прямых снимков, несравнимо меньше, поэтому Фомальгаут b и знаменитый кадр, на котором ее разглядели, стали довольно известными в астрономии.
Однако, как выяснили ученые из Аризонского университета под руководством Андраса Гаспара, никакой планеты в действительности не было.
То, что приняли за планету, было яркой точкой, снятой в видимом диапазоне телескопом Hubble в 2004 и 2006 годах. Ученых давно смущал тот факт, что, в отличие от других открытых прямым методом экзопланет, она была слишком яркой, и совсем не излучала в инфракрасном диапазоне. Астрономы даже предположили тогда, что яркой планету делает кольцо пыли вокруг, отражающее свет звезды. Однако окончательно понять, что самой планеты никогда не было, помогли снимки с того же телескопа Hubble, сделанные в последующие годы.
«Наше исследование, в котором мы проанализировали все архивные снимки Hubble Фомальгаута b, выявило несколько характеристик, которые вместе показали, что объект размером с планету мог вовсе не существовать», — пояснил Гаспар.
Так, выяснилось, что на снимке 2014 года планета вовсе отсутствует, а на снимках, сделанных в 2006-2014 годах, она становилась все тусклее.
Ученые пришли к выводу, что на снимках за планету было принято облако обломков, которое возникло, скорее всего при столкновении двух крупных астроидов, или более крупных тел – так называемых планетезималей, из которых формируются будущие планеты.
Анализ первых снимков показал, что сделаны они были вскоре после самого столкновения, и в этом плане ученым сильно повезло. К настоящему времени облако, состоящее из частиц размером в один микрон, сильно расширилось, потускнело и не видно на снимках Hubble.
К тому же, последние снимки облака показали, что движется оно по отлетной траектории, а не по эллиптической, как движутся все планеты.
«По такой траектории должно двигаться недавно образованное облако под воздействием значительных сил давления света от звезды Фомальгаут, — пояснил Гаспар. – Наша модель естественным образом объясняет все наблюдаемые параметры системы: темпы расширения, затухания и траекторию».
Поскольку мнимая планета образовалась в кольце ледяных тел, окружающем звезду, ученые считают, что к появлению облака привело столкновение двух таких тел диаметром порядка 200 километров.
Согласно расчетам астрономов, сделанных на основе компьютерного моделирования, подобные столкновения чрезвычайно редки – в системе звезды Фомальгаут они должны происходить с частотой раз в 200 тыс. лет.
«Поскольку Фомальгаут b, скорее всего не планета, обнаруженная прямым снимком, это было исключительное, сверхкатастрофическое столкновение планетезималей, увиденное в экзопланетной системе!», — написали ученые, добавив восклициательный знак, редкий для текста академической статьи, опубликованной в журнале PNAS.