Новости всё Наука - iCity.life Пермь

В статье Колумбийского университета выносится предположение, довольно убедительно объясняющее очень странное поведение (необычное снижение уровня светимости) звезды Табби (она же KIC 8462852), объекта, находящегося на расстоянии 1488 световых лет от нас. Причиной такого поведения, по мнению ученых, является уничтожение звездой одной из своих планет. При этом эффект странного мерцания объясняется тем, что планета после себя оставила крупные обломки, которые время от времени снижают уровень яркости звезды. Если говорить откровенно, на данный момент это, пожалуй, самая лучшая из имеющихся теорий, и ниже мы рассмотрим, почему мы так думаем.

К выводу о космической коллизии пришла небольшая группа из трех астрономов кафедры физики и астрономии Колумбийского университета. Исследователи считают, что объяснением медленного, а также кратковременного, резкого и очень сильного (вплоть до 22 процентов) снижения яркости звезды Табби может являться результат космического столкновения, участниками которого являются сама звезда и одна из оборачивавшихся вокруг нее ранее планет. Новая статья за авторством Брайана Мецгера, Кена Шена и Николаса Стоуна в настоящий момент проходит экспертную оценку астрофизическим журналом Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Объект KIC 8462852, или звезда Табби, согласно проведенным наблюдениям, является самой обычной и ничем не примечательной звездой, однако ее странное поведение в последние годы вызвало настоящие споры среди астрономического сообщества. Данные с космического телескопа NASA «Кеплер» говорят о том, что заметные изменения в яркости звезды начались с 2015 года, однако сторонние исследования показывают, что яркость звезды Табби с 1890 по 1989 годы в общей сложности снизилась на 14 процентов, а также на еще три процента только в рамках четырехлетнего наблюдения телескопом «Кеплер». Такое поведение является крайне необычным для подобных объектов и, как оказывается, очень сложно поддается объяснению. По этому случаю было выдвинуто несколько теорий, одна краше другой, старающихся объяснить причины этого феномена. Под подозрения попадали кометы, сама звезда, изменяющая свою структуру, планетарное столкновение и, разумеется, космические мегаструктуры пришельцев.

Согласно одной из теорий, странное поведение звезды Табби можно объяснить столкновением двух протопланет (как на изображении выше), создавших огромный объем космического мусора. Новая теория гласит, что столкновение действительно могло быть, однако произошло оно между огромной планетой и самой звездой

Суть проблемы в том, что ни одно из этих ранних предположений не способно четко объяснить двойное аномальное поведение звезды, то есть кратковременное и резкое снижение яркости, а также долгосрочное снижение светимости. Что же касается теории Мецгера и его коллег, то она как раз вполне способна объяснить подобное поведение.

Ученые предположили, что в звезду KIC 8462852 врезалась одна из ее планет. Гравитационная энергия, созданная в результате этой коллизии, могла бы ускорить темп выработки звездой термоядерной энергии, что, в свою очередь, проявилось бы в виде резкого увеличения ее яркости и последующего долговременного ее снижения. Если эта идея верна, то, скорее всего, мы наблюдаем лишь за тем, как звезда Табби возвращается к своему изначальному нормальному уровню яркости. Кроме этого, новая теория также способна помочь нам объяснить кратковременное и резкое снижение яркости. После столкновения между звездой и планетой части последней (и, возможно, части ее спутников, если таковые имелись) заняли эксцентрические орбиты. И теперь каждый раз, когда останки планеты и спутников двигаются перед звездой (с нашей точки наблюдения), она и мерцает.

Что же касается размера упавшей на звезду планеты, то, по мнению ученых, здесь все будет зависеть от того, когда именно произошло столкновение.

«Если планета была размером с Юпитер, то коллизия, вероятнее всего, произошла около 1000 лет назад. По крайней мере это бы объясняло тот уровень снижения яркости, который мы наблюдаем сейчас. Если же объект был размером с Луну, то резкое повышение, а затем плавное снижение яркости, скорее всего, произошло около десятилетия назад», — говорит Мецгер.

При этом ученый добавляет, что столкновение с луноподобным объектом в этом случае не может объяснить наблюдаемое в течение столетия снижение яркости, но вполне способно объяснить изменение в яркости, которое происходило в течение четырех лет наблюдения телескопом «Кеплер». Кроме того, исследователи поясняют, что не могут пока с уверенностью рассказать о природе самого объекта или объектов, которые могли столкнуться со звездой Табби.

«Мы пока можем лишь представить себе множество маленьких или один большой объект, с которыми могло такое произойти. Однако на данном этапе слишком сложно дать однозначный ответ. Вполне возможно, что имеющиеся на орбите в этом случае остатки могут предоставить нам некоторые зацепки в решении этого вопроса», — поясняет Мецгер.

Стоун, в свою очередь, считает, что коллизия необязательно могла произойти в одночасье.

«Возможно, весь процесс коллизии занял несколько миллионов лет, в рамках которых планета сначала очень медленно сближалась со звездой, а затем в конечном итоге на нее рухнула, что вызвало сначала резкое повышение яркости звезды Табби, сменившееся затем процессом медленного снижения уровня ее светимости, которое мы сейчас и наблюдаем», — комментирует Стоун.

«К концу этого медленного процесса любые находящиеся возле планеты спутники были бы также притянуты полем звезды Табби. А если планета была размером с наши Юпитер или Сатурн, обладающие десятками довольно больших ледяных лун, то потенциально в этом случае на орбите звезды могло скопиться огромное облако космического мусора разной степени плотности», — продолжает Стоун.

«Более того, эти спутники теперь могли бы иметь перицентр — ближайшую точку орбиты по отношению к центральному телу (в данном случае звезде), который в этом случае оказался меньше, чем размер орбиты нашего Меркурия вокруг Солнца. Короче говоря, если бы это были ледяные миры, то, вполне возможно, они очень быстро испарялись, создавая обширные облака из газа, пара и пыли, которые теперь двигаются вслед за более крупными остатками спутников (или планеты) и способны значительно снижать светимость звезды, которая и наблюдалась «Кеплером».

Предполагаемый факт того, что мы стали свидетелем последней стадии этого столкновения, наводит на мысли о том, что такие события не являются чем-то редким во Вселенной. Космический телескоп «Кеплер» успел изучить к настоящему моменту более 100 000 звезд, но следует понимать, что внутри только одного Млечного пути их около 100 миллиардов.

«Если мы смогли понаблюдать за такой поглотившей планету звездой, которая попала в поле зрения «Кеплера», то это вполне может означать, что только в нашей галактике могут быть миллионы подобных звезд, сотворивших то же самое, что сделала звезда Табби», — объясняет Мецгер.

По мнению исследователей, подобные звезде Табби объекты теоретически за весь период своей жизни способны «высосать досуха» около 10 юпитероподобных планет, или около 10 000 луноподобных спутников (не обязательно спутников, но объектов со схожей массой). И если это так, то это просто удивительно.

Еще одним важным аспектом предложенной Мецгером и его командой теории является то, что она вполне поддается проверке. Мецгер говорит, что в следующий раз, когда мы станем свидетелем сильного снижения яркости звезды Табби, то следует ожидать и наблюдение наличия существенного объема газа и пыли, производимых останками столкнувшегося со звездой объекта.

«Все это должно привести к кратковременной вспышке инфракрасного излучения (которое будет свидетельствовать о нагреве пыли), которая должна будет продлиться от пары дней до пары недель», — объясняет Мецгер.

Еще одним способом проверки теории Мецгера и его коллег было бы реальное наблюдение за столкновением другой планеты или ее спутника со звездой. Подобное событие сопровождалось бы кратковременным и резким повышением яркости звезды с плавным переходом к процессу «затухания».

Предложенная теория действительно даже сейчас выглядит вполне убедительной и не лишена логичных цепочек. Конечно же, на все имеющиеся вопросы она не отвечает, однако благодаря таким исследованиям мы в конечном итоге сможем приблизиться к решению загадки звезды Табби.