TYC 8241 2652 1, звезда спектрального класса К2, отстоящая от Земли на 450 световых лет, устроила настоящий цирк: окружающий её газопылевой диск светился в инфракрасном диапазоне всё время наблюдений, а потом вдруг исчез.

Начиная с 2009 года астрономы надеялись, что его заслонил какой-то объект, однако теперь настало время признать: речь идёт не об ошибке наблюдений, а об исчезновении диска в немыслимые по астрономическим меркам сверхкороткие сроки.

В исследовании этой проблемы участвовали учёные из ряда американских вузов, включая Университет Джорджии, Калифорнийский университет в Сан-Диего, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и Политехнический университет штата Калифорния, а также представители Австралийского национального университета.

Общепринятая точка зрения предполагает, что газопылевой диск вокруг звезды исчезает как минимум за сотни тысяч лет, иногда ему требуются миллионы лет. Никаких известных механизмов одномоментной «пропажи» науке не известно, да и сама возможность такого события ранее не рассматривалась.


Такой картина вокруг оранжевого карлика TYC 8241 2652 1 виделась ещё пару лет назад. (Здесь и ниже илл. Gemini Observatory, AURA, Lynette Cook.)

С 1983 года молодая звезда TYC 8241 2652 1, которой около 10 млн лет, наблюдалась в инфракрасном диапазоне: её диск светился на длине волны 10 мкм. Температура его считалась равной 180 ˚C, а начинался диск на таком удалении от своего солнца, которое примерно равно расстоянию от Меркурия до Земли. В 2008 году телескопы регистрировали объект, а в 2009-м ИК-излучение от диска упало на две трети. В 2010 году диск исчез практически полностью, что было подтверждено целым рядом телескопов.

«Это то же самое, как если бы мы два года не смотрели на Сатурн, а потом вдруг увидели бы, что у него нет колец», — говорит Бен Цукерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, один из соавторов исследования.

По существующим представлениям, слипание частиц газа и пыли в протопланетных дисках происходит медленно, сначала за счёт электростатических сил, затем посредством гравитации. Для Солнечной системы предполагалось следующее: за 100 млн лет после начала термоядерной реакции на светиле сформировались все планеты. «Если то, что мы наблюдали, относится к такой модели, тогда образование планет происходит намного быстрее и эффективнее», — подчёркивает астроном. И если это так, то планеты вокруг TYC 8241 2652 1 сформировались в три года — чуть ли не за десятимиллиардную часть общего срока её жизни.

Впрочем, предположения о возможности сверхбыстрого образования планет из протопланетных дисков уже делались, в частности разработчиками математических моделей планетообразования, хотя и были сдержанно встречены основной массой астрономов.


А так ситуация, предположительно, выглядит теперь: диск практически исчез, планеты сформировались. Неужели процесс завершился за пару лет?!

Второе возможное объяснение — вытеснение частиц диска вдаль от звезды под световым давлением. Тогда температура его газа стала бы резко падать, и он действительно исчез бы из поля зрения телескопов, как это и произошло в 2009–2010 годах. Не ясно только, почему это случилось столь резко: светимость звезды за последние годы не выросла, поэтому спешная миграция диска выглядит необъяснимо.

Третья теория постулирует, что газопылевые диски — это не обязательно протопланетные образования. Пыль в огромных количествах порождается при столкновении планет, образуя диск из мелких частиц — продуктов катаклизмов. Если это так, то существующие предположения о количестве звёзд с планетными системами придётся пересмотреть. Сейчас считается, что треть всех солнц Галактики может иметь планеты. Однако если газопылевые диски образуются лишь при столкновении планет и живут очень короткое время, будучи способными всего за два-три года исчезнуть полностью, то мы вообще не должны видеть такие диски вокруг абсолютного большинства звёзд с планетными системами. Значит, молодых звёзд с планетами намного больше, чем предполагалось?

По итогам исследования астрономы предполагают начать поиск звёзд с газопылевыми дисками, наблюдавшимися в ИК-диапазоне с 1983 года, у которых затем внезапно начала резко снижаться светимость диска. Цель изысканий — понять, насколько часто газопылевой диск может пропасть за пару лет.

Подготовлено по материалам Университета Джорджии.