Дмитрий Брашнов - Удивительная астрономия

Наиболее старые звезды Галактики находятся в шаровых скоплениях , которые лежат за пределами галактического диска в области под названием «гало». Сейчас здесь почти нет газа и пыли, поскольку все вещество из гало осело на плоскость Галактики в ту далекую эпоху, когда Млечный Путь еще только приобретал дисковидную форму. Так что шаровые скопления звезд среди прочего населения вселенского «зверинца» являются прямо-таки ветхими стариками в возрасте от 10 миллиардов лет.

Наблюдать протозвезды гораздо сложнее, чем настоящие светила. И тем не менее астрономы сумели отыскать в туманностях немало признаков зарождения звезд. Например, скопление RCW38 ярко освещено двойной звездой IRS2, вокруг которой заметны многочисленные протозвезды. Это скопление является «родильным домом»; при этом яркая двойная звезда представляет собой только что «родившегося» и потому массивного и очень горячего «младенца». Соседствующие с IRS2 протозвезды пока не «родились», то есть их формирование еще далеко от завершения.

Иногда астроному гораздо проще наблюдать признаки скорого рождения звезды и по этим признакам угадывать ту «колыбель», где в настоящий момент находится протозвезда. Наиболее известным признаком звездообразования выступают особые уплотнения в туманностях под названием объектов Хербига – Аро (в честь двух современных астрономов: американца Джорджа Хербига и мексиканца Гильермо Аро).

Наличие таких объектов говорит о близком присутствии аккреционного диска. Он окружает протозвезды и молодые звезды в первые несколько сотен тысяч лет их существования. Газ внутри такого диска очень быстро обращается вокруг звезды и столь же быстро стекает на ее поверхность. Из-за этого в диске время от времени рождаются ударные волны, которые создают нечто вроде разогретых плазменных фонтанов. Такие фонтаны со сверхзвуковой скоростью «поливают» межзвездный газ, который в результате начинает светиться. Вот такие светящиеся участки туманностей, заполненные горячей плазмой, и называются объектами Хербига – Аро.

Аккреционный диск, «кормящий» протозвезду

Объект Хербига – Аро (под номером НН32) на фоне молодых звезд

Всего на сегодняшний день открыто свыше 400 таких объектов, хотя их общее число в Галактике может составлять более 150 тысяч. Чаще всего эти объекты не сильно удаляются от породившего их аккреционного диска, так что расстояние между протозвездой и объектом Хербига – Аро обычно составляет 1–2 световых года.

Планетные системы, в свою очередь, формируются из остатков аккреционного диска, окружающего протозвезду и юную звезду. Быстро раскрученный газ способен образовывать вокруг новорожденного светила маленькие сгустки. Эти сгустки движутся в одном направлении и лежат в одной плоскости – плоскости газопылевого диска. Их масса мала по сравнению со звездной, зато скорость обращения очень велика. Постепенно уплотняясь, такие сгустки превращаются в планеты.

Процессы формирования планет в Галактике не прекращаются. Ученые имеют возможность наблюдать за рождением планет вокруг некоторых звезд прямо сегодня. Протопланетные диски обнаружены вокруг Фомальгаута, AU Микроскопа, Денеболы, Эпсилона Эридана, беты Живописца и др.

Маленькое созвездие Живописца видно только на небе южного полушария Земли. Бета является вторым по блеску светилом этого созвездия. Будучи почти вдвое тяжелее Солнца, она относится к классу А и обладает в 9 раз большей светимостью. Звезда удалена от нас более чем на 63 световых года. Ее приблизительный возраст составляет 10–20 миллионов лет.

В середине 1980-х годов тщательные наблюдения за этой звездой с компьютерной обработкой фотографий помогли установить, что бета Живописца является источником слишком сильного теплового излучения, нетипичного для звезд ее класса. Астрономы предположили, что вокруг звезды имеется газопылевой диск, который нагревается под действием звездного излучения и таким образом создает дополнительный тепловой фон.

Позднейшие исследования показали, что бету Живописца окружают два газопылевых диска, находящихся под углом в 5° по отношению друг к другу. Поперечник каждого из дисков превосходит 100 астрономических единиц. Внутри дисков удалось обнаружить кольцевидные скопления плотного каменистого вещества. Возможно, перед нами зародыши планет или астероидные пояса.

В 2009 году было доказано, что сквозь непроглядную пыль аккреционного диска продвигается массивное тело, в котором удалось опознать экзопланету. В течение ближайших 10 лет условия для наблюдения объекта наиболее благоприятны, так что астрономы рассчитывают получить много ценной информации о самой молодой из известных планет Галактики. Пока в распоряжении науки нет никаких точных данных о теле HD39060 b , как назвали этот объект. На текущий момент масса планеты оценивается примерно в 9 масс Юпитера, а расстояние от планеты до беты Живописца принимается равным 8 астрономическим единицам. Однако эти цифры весьма приблизительны. Более точные результаты удастся получить лишь после 2020 года.

Судя по всему, планета HD39060 b произвела «добросовестную» очистку своей орбиты от пыли и газа, отчего внутри диска образовалась как бы чистая дорожка шириной в 10 астрономических единиц. Однако некоторые другие особенности строения дисков беты Живописца заставляют усомниться в том, что и здесь сказывается тяготение HD39060 b . Астрономы склонны предполагать, что будущие наблюдения позволят выявить в этой области две более близкие небольшие планеты: у одной ожидаемая масса примерно равна массе Юпитера, а вторая планета в два раза легче нашего газового гиганта.

Другая интересная звезда, обладающая аккреционным диском, – Вега, альфа Лиры, ( Вега в переводе с арабского означает «падающий орел»). Звезда относится к классу А. Она лежит на расстоянии 25 световых лет от Солнца и признается ярчайшей из самых близких к нам звезд.

Нашему Солнцу насчитывается не менее 5 миллиардов лет. По сравнению с ним Вега невероятно молода, поскольку она образовалась «всего» около 400 миллионов лет назад, когда на Земле первые растения и скорпионы уже робко осваивали сушу. Неудивительно, что образование планетной системы вокруг этой звезды еще не завершено.

Альфу Лиры окружает широкое газопылевое кольцо радиусом около 120 астрономических единиц. Внутри этого кольца имеется просторная область с радиусом около 80 астрономических единиц, свободная от пыли и газа. В этом чистом от космического мусора пространстве и находится сама Вега. Судя по всему, поблизости от звезды имеются и другие туманные скопления.