Космос полон странных вещей, но на расстоянии более 1300 световых лет от Земли есть звездная система под названием GW Orionis, из-за которой многие другие странные явления кажутся откровенно скучными.
Во-первых, у GW Orionis три звезды вместо одной обычной. Два вращаются вокруг друг друга, а третий вращается вокруг пары. Мы уже находимся на территории, более странной, чем «Звездные войны».
И это еще не все. Три звезды с их часовыми орбитами окружены тремя кольцами пыли и газа. Такие кольца, называемые «протопланетными дисками», поскольку они содержат строительные блоки более крупных объектов, таких как планеты и луны, широко распространены.
Что необычно, так это ориентация дисков GW Orionis. Они смещены, как стопка тарелок с зажатой между ними галькой. Они, говоря астрономическим языком, «разорваны».
Разрыв диска настолько странный, что астрономы, изучающие GW Orionis, могут понять все это только вообразив, что там есть планета-гигант из пыли и газа, добавляющая к смеси свою собственную гравитацию.
Проблема в том, что нет веских доказательств того, что в тройной звездной системе есть какая-либо такая планета.
В совокупности три звезды, шаткие диски и невидимая планета делают GW Orionis одной из самых странных звездных систем в истории наблюдений.
Разгадка тайны физической конструкции GW Orionis — это не просто нишевая одноразовая головоломка. Это также рассказало бы нам больше о фундаментальных процессах, лежащих в основе формирования всех планет, включая нашу собственную.
Вниз по космической кроличьей норе.
Астрономы впервые заметили GW Orionis еще в 1940-х годах. Но только в 1991 году новое поколение звездочетов с горящими глазами, глядя в мощные телескопы, начало подозревать, что в системе больше одной звезды.
Астрономам потребовалось еще 20 лет исследований, чтобы прийти к выводу, что в GW Orionis есть три звезды и протопланетный диск, окружающий их всех. Именно тогда открытия начали действительно накапливаться — и стало яснее, насколько странным на самом деле является GW Orionis.
Трехзвездочные системы необычны, но не редки. По оценкам НАСА, около 10 процентов из примерно 7 миллиардов звездных систем в нашей галактике имеют три звезды. Что редко, так это то, что система с тремя звездами также имеет протопланетные диски.
Оттуда все стало еще страннее. В 2017 году Стефан Краус, астроном из Эксетерского университета в Соединенном Королевстве, и его коллеги внимательно изучили GW Orionis с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы и очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, расположенных на севере Чили. Они обнаружили, что диски системы смещены и порваны, и опубликовали свои выводы в журнале Science в сентябре 2020 года.
Год спустя группа под руководством Джереми Смоллвуда из Университета Невады опубликовала в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества исследование, в котором впервые была предпринята попытка смоделировать разорванные диски Г. В. Ориониса, чтобы объяснить их. Они думают, что происходит то, что по крайней мере одна очень массивная планета прячется где-то в кольцах GW Orionis.
Если это так, то это будет самая первая планета, которую мы нашли на «околотройной орбите», то есть она вращается вокруг трех звезд.
Несколько недель спустя в The Astrophysical Journal Letters группа под руководством Цзяцина Би из Университета Виктории в Канаде продолжила работу, начатую командой Смоллвуда. Группа Би оценила размер и массу колец GW Orionis и пришла к выводу, что самое внешнее кольцо, находящееся в 31 миллиарде миль от центра системы, является самым большим из когда-либо зарегистрированных протопланетных дисков с такой же массой, как 245 Земли.
«В трех пылевых кольцах достаточно твердых частиц, чтобы образовать множество ядер планет-гигантов», — писали они.
Как и команда Смоллвуда, команда Би пришла к выводу, что одни только звезды не должны разрывать три диска.
«Поэтому это намекает на какой-то другой механизм», — писали они.
«Одна из самых захватывающих гипотез, — добавили Би и его коллеги, — заключается в том, что [слезы] производятся встроенными компаньонами, начиная от звездной массы и заканчивая суперземлями».
Другими словами, вероятно, существует очень большая планета, а может быть, и больше, которая сидит в пыли и все мутит.
Обнаружение огромной планеты, или двух, или трех среди пыли и газа вокруг запутанной сложной трехзвездной системы было бы огромным открытием.
«Если планеты могут образовываться вокруг трех звезд, это означает, что формирование планет происходит намного устойчивее, чем мы когда-то думали», — сказал Смоллвуд The Daily Beast.
И если процесс формирования планет действительно настолько силен, мы могли бы ожидать, что будем находить планеты во все более и более странных местах по мере того, как будем лучше искать.
Есть признаки того, что это уже происходит. Группа под руководством Иэна Макдональда, астронома из Манчестерского университета в Соединенном Королевстве, получила данные с ныне несуществующего космического телескопа НАСА и обнаружила то, что, по их мнению, представляет собой горстку холодных, темных, свободно плавающих планет, которые не вращаться вокруг любой звезды. Астрономы описали свое исследование в августовском номере Ежемесячных уведомлений Королевского астрономического общества.
Большая планета, большие сомнения.
Обнаружение планеты вокруг GW Orionis может объяснить разорванные диски системы, а также согласуется с нашим расширяющимся представлением о том, что и где находятся планеты. Но Смоллвуд, Би и другие просто предполагают, что вокруг GW Orionis есть планета. Ни у кого нет ни малейших доказательств существования какой-либо планеты.
И это еще не все. Ни один телескоп не может видеть достаточно далеко и с достаточной точностью, чтобы разглядеть планету — даже большую — в пыли на расстоянии 1300 световых лет от Земли.
«Исследование возможной планеты может быть только на уровне моделирования», — сказал Би The Daily Beast.
Надер Хагигипур, специалист по планетарной динамике из Гавайского университета в Маноа, возражает против предположения о наличии планет. Это отражает дурную астрономическую привычку, сказал он The Daily Beast. С тех пор, как была открыта первая планета за пределами нашей Солнечной системы,
«когда люди застревали в объяснении явления, они бросали в него планету», — сказал он.
Это стало своего рода аналитическим пластырем для покрытия неполного понимания космоса.
Эта практика стала настолько широко распространена в астрономии, что, по словам Хагигипура, породила клише:
«Не могу объяснить, скажи, что в ней есть планета».
Проблема в том, что «никто, абсолютно никто никогда не беспокоится о том, может ли там на самом деле образоваться эта планета», — сказал Хагигипур.
По его мнению, GW Orionis слишком нестабилен для развития планеты — процесс, который занимает многие миллионы лет. Исследования Смоллвуда и Би не являются строгой наукой:
«То, что они сделали, остается на уровне идеи», — сказал Хагигипур.
Но Смоллвуд и Би защищают свою работу. Смоллвуд сказал, что пригодность GW Orionis для формирования планет в любом случае выходит за рамки его исследований; он и его команда просто пытались определить, могут ли одни только звезды GW Orionis объяснить странные диски системы.
И Би добавил, что GW Orionis теоретически должен быть в состоянии сформировать планету, поэтому разумно смоделировать ее наличие.
«Предполагать наличие планеты в диске GW Orionis, по крайней мере, правильно».
Этот спор не разрешится до тех пор, пока кто-нибудь внимательно не рассмотрит GW Orionis и не определит, есть ли там планета. Только тогда мы сможем с уверенностью сказать, является ли странная трехзвездная система с ее неровными кольцами доказательством того, что планеты могут формироваться практически где угодно — или только в спокойной, стабильной среде.
Но это будет невозможно, пока у нас не появятся гораздо лучшие телескопы, сказал Би.
«Мы с нетерпением ждем ответа… в будущем».
Тем временем некоторые ученые, изучающие GW Orionis, могут просто продолжать строить догадки.
На нашем канале Вы найдёте самые интересные и захватывающие истории со всего мира, всех времён и народов. Подписка и комментарий мотивирует нас создавать всё более интересный контент, а комментарии помогают лучше понять вкусы читателей. Всем спасибо, всех обнял)
Ещё больше интересного и эксклюзивного на Дзене, поддержи меня и там, буду признателен: https://dzen.ru/id/63e4e9986555b01990c96acf
