Зоря J0705+0612 певний час залишалася загадкою для науковців. Схожа на наше Сонце, вона несподівано потьмяніла. Тепер учені знають, що причиною цього є пилова хмара з високим вмістом металів, яка обертається навколо цього світила.
Неочікуване затемнення зорі
У величезній хмарі, яка майже дев’ять місяців затемнювала світло зорі, виявили сильні вітри з випарених металів. Це відкриття, зроблене за допомогою телескопа Gemini South в Чилі, що є частиною Міжнародної обсерваторії Gemini, дає рідкісну можливість зазирнути в хаотичні та динамічні процеси, які все ще формують планетні системи через тривалий час після їхнього утворення.
У вересні 2024 року світило, віддалене на 3000 світлових років, раптово стало в 40 разів тьмянішим, ніж зазвичай, і залишалося таким до травня 2025 року. Зоря J0705+0612 схожа на наше Сонце, тому різке зниження її яскравості привернуло увагу Надії Закамської, професорки астрофізики в Університеті Джона Хопкінса. «Зорі, подібні до Сонця, не перестають світити без причини, — каже вона. — Тому такі драматичні випадки затемнення трапляються дуже рідко».
Виявлення причини затемнення
Визнаючи можливість вивчати таке явище протягом багатьох місяців, Закамська та її команда розпочали спостереження за допомогою телескопа Gemini South, розташованого на горі Серро Пачон у Чилі, а також 3,5-метрового телескопа Apache Point Observatory та 6,5-метрового телескопа Magellan.
Поєднавши свої спостереження з архівними даними про J0705+0612, команда визначила, що зоря була затьмарена або тимчасово закрита величезною, повільно рухомою хмарою газу і пилу. Вони оцінюють, що хмара розташована приблизно у двох мільярдах кілометрів від своєї материнської зорі та має діаметр приблизно 200 млн км.
Дані вказують на те, що ця хмара гравітаційно пов’язана із вторинним об’єктом, який сам обертається навколо зорі у зовнішніх межах її планетної системи. Хоча природа цього об’єкта залишається невідомою, він повинен бути достатньо масивним, щоб утримувати хмару разом. Спостереження обмежують його масу щонайменше у кілька разів масою Юпітера, хоча він може бути й більшим. Можливості варіюються від планети до коричневого карлика і до зорі з надзвичайно малою масою.
Якщо таємничий об’єкт є зорею, хмара буде класифікована як навколовторинний диск — диск уламків, що обертається навколо менш масивного члена подвійної системи. Якщо об’єкт є планетою, це буде навколопланетний диск. У будь-якому разі, безпосереднє спостереження зорі, яка затьмарюється диском, що оточує вторинний об’єкт, є надзвичайно рідкісним явищем, про яке відомо лише кілька прикладів.
Аналіз складу хмари
Для дослідження складу хмари команда використовувала найсучасніший прилад Gemini South — оптичний спектрограф високої роздільної здатності Gemini (GHOST). У березні 2025 року GHOST спостерігав за затемненням протягом трохи більше двох годин, розкладаючи світло зорі на спектр, що виявляє хімічні елементи, присутні у проміжному матеріалі.
Дані GHOST виявили у хмарі кілька металів — елементів, важчих за гелій. Що ще більш примітно, висока точність спектрів дозволила команді безпосередньо виміряти, як газ рухається у трьох вимірах. Це перший випадок, коли астрономи виміряли внутрішні рухи газу в диску, що обертається навколо вторинного об’єкта, такого, як планета або зоря з малою масою. Спостереження показують динамічне середовище з вітрами газоподібних металів, включаючи залізо і кальцій.
«Чутливість GHOST дозволила нам не лише виявити газ у цій хмарі, а й фактично виміряти, як він рухається, — каже Закамська. — Це те, чого ми ніколи раніше не могли зробити в такій системі».
Як виникла пилова хмара?
Точні вимірювання швидкості та напрямку вітру показують, що хмара рухається окремо від своєї материнської зорі. Це, у поєднанні з тривалістю затемнення, ще раз підтверджує, що затемнювач є диском навколо вторинного об’єкта і що він обертається у зовнішніх межах зоряної системи своєї материнської зорі.
Джерело випромінює надлишок інфрачервоного випромінювання, що зазвичай асоціюється з дисками навколо молодих світил. Однак J0705+0612 має вік понад два мільярди років, що означає, що диск навряд чи є залишками уламків від ранньої стадії формування планет у системі. То як же він утворився?
Астрономи припускають, що він виник після зіткнення двох планет на зовнішніх межах планетної системи цієї зорі, в результаті чого були викинуті пил, камені та уламки, що утворили масивну хмару, яка зараз проходить перед світилом.
Це відкриття підкреслює, як нові технології дають змогу отримати нові уявлення про Всесвіт. GHOST відкрив нове вікно для вивчення прихованих явищ у віддалених зоряних системах, а отримані дані дають цінні підказки про довгострокову еволюцію планетних систем і про те, як можуть утворюватися диски навколо старих зір.
Науковці заявляють, що випадок із зорею J0705+0612 показує, що навіть у зрілих планетних системах все ще можуть відбуватися драматичні, великомасштабні зіткнення.
За матеріалами phys.org
