Сверхкольца «Супер-Сатурна»

В ходе реализации проекта WASP (Wide Angle Search for Planets — поиск экзопланет широкоугольными объективами) на Южноафриканской обсерватории в Сазерленде были впервые зарегистрированы колебания видимой яркости молодой — возрастом не более 16 млн лет — солнцеподобной звезды, расположенной в созвездии Центавра на расстоянии примерно 450 световых лет от Солнца. В рамках проекта она получила обозначение 1SWASP J140747.93-394542.6 или сокращенно J1407. К наблюдениям сразу же подключились другие обсерватории Южного полушария, благодаря чему удалось получить достаточно надежную кривую блеска. Спустя 56 суток яркость звезды стабилизировалась, вернувшись к исходному значению, и в дальнейшем она не демонстрировала никаких признаков переменности.

Динамика изменений блеска была весьма сложной (временами он уменьшался более чем на порядок — почти на три звездных величины), однако ученые сразу обратили внимание на некоторое ее сходство с периодическими затмениями звезды Алмааз (ε Возничего), вызываемыми обширным пылевым диском, который окружает один из компонентов двойной системы.1 Было выдвинуто предположение, что в данном случае астрономы имеют дело с чем-то подобным. В конце концов, в ходе компьютерного моделирования удалось удовлетворительно воспроизвести наблюдаемую картину.

Оказалось, что в системе J1407 вокруг центральной звезды с массой примерно на 10% меньше солнечной по орбите радиусом свыше 500 млрд км (в 3,5-4 раза больше земной) вращается планетоподобный объект, окруженный гигантской системой колец, по размерам почти в 200 раз превышающей знаменитые кольца Сатурна. Эти кольца состоят, по всей видимости, из ледяных частиц размером от мелких пылинок до километровых глыб, причем заключенного в них вещества вполне хватило бы на то, чтобы «слепить» все четыре галилеевых спутника Юпитера. Похоже, здесь мы являемся свидетелями процессов формирования спутниковой системы планеты-гиганта «в реальном времени».

Дальнейшие исследования с применением спектральных методов позволили определить, что невидимая планета (ей присвоили обозначение J1407b) имеет массу от 10 до 40 масс Юпитера, а период ее обращения превышает 10 лет. Строго говоря, астрономы пока не исключают, что в данном случае мы имеем дело не с планетой, а с «недозвездой» —коричневым карликом, массы которого недостаточно для протекания термоядерного синтеза с участием самого распространенного изотопа водорода (протия). Разогрев его недр происходит за счет гравитационного сжатия, и на самых ранних этапах — благодаря термоядерным реакциям на основе дейтерия.4 Однако большинство специалистов-астрофизиков сходятся во мнении, что интенсивное начальное излучение такого объекта довольно быстро испарило бы вещество в его окрестностях и «вымело» бы его в космическое пространство.

Если бы кольцевая система таких размеров окружала «наш» Сатурн, она была бы прекрасно видна невооруженным глазом, причем максимальный видимый размер колец в несколько раз превышал бы диаметр полной Луны. По последним данным, «окружение» J1407b насчитывает 30 колец, общая масса которых сравнима с массой Земли, а радиус самого внешнего из них составляет 0,6 астрономической единицы (90 млн км). Наиболее широкие промежутки между кольцами, наблюдаемые как «всплески» яркости звезды во время затмения, связаны, скорее всего, с наличием внутри них уже сформировавшихся спутников экзопланеты. Крупнейший из них, как показывают расчеты, по размерам превосходит Марс. Один оборот вокруг «родительской» планеты он совершает примерно за два земных года.

Ученые склонны считать, что гигантские «экзокольца» мы можем видеть только благодаря их молодости. В будущем, когда формирование спутниковой системы J1407b закончится, их вещество почти полностью выпадет на поверхность образовавшихся экзолун, и от них останутся лишь тонкие пылевые структуры, напоминающие нынешние кольца Юпитера. Конечно, произойдет это еще очень нескоро, однако сотрудники многочисленных астрономических институтов уже планируют детальные исследования этого необычного небесного объекта всеми доступными средствами и даже собираются привлечь к этому любителей астрономии.