Цивилизация
Чувствительность современных астрономических приборов в последние годы позволила узнать о других мирах то, о чем многие и не мечтали еще 30 лет назад. Чувствительные спектрометры и орбитальные телескопы позволили открыть тысячи планет за пределами Солнечной системы, вращающихся на орбитах вокруг других звезд.
И сегодня мы знаем, что таких планет в одной только нашей галактике – миллиарды.
Однако дальнейшее совершенствование техник наблюдения позволило доказать, что другие планетные системы имеют много тех же свойств, что и Солнечная система: что во многих системах планета не одна, а их несколько, планеты имеют атмосферу, воду и даже собственные спутники.
Поэтому сложно представить, что другие звездные системы не имеют такого обязательного атрибута, как кометы, которые здесь, на Земле, в последнее время не покидают заголовков научных статей.
Однако как обнаружить рядом со звездой комету, блеск которой в миллионы раз меньше блеска самой звезды?
Оказалось, что сделать это можно изящным способом, совмещающим в себе два метода, при помощи которого сегодня астрономы ищут экзопланеты. Идея проста: комета, оказавшись на пути света между звездой и Землей, вносит в его спектр определенные изменения, например – в интенсивность линий поглощения кальция, который присутствует в звездах.
Для своих наблюдений астрономы под руководством Флавьена Кьефера из Института астрофизики в Париже выбрали известную близкую к нам звезду Бета Живописца (β Pictoris), расположенную всего в 60 световых годах от Солнца. Она была одной из первых звезд, у которой комета была обнаружена не косвенным способом, а методом прямого наблюдения. Почти 30 лет астрономы видели, как яркость звезды то и дело снижается и возрастает снова, –
это натолкнуло их на подозрение, что по лучу зрения то и дело шныряют кометы.
В течение восьми лет ученые следили за спектром звезды при помощи чувствительного спектрометра HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силья Европейской южной обсерватории. Обычно этот же инструмент используется для поиска экзопланет методом радиальных скоростей, по систематическому сдвигу линий в свете звезды из-за эффекта Доплера.
С 2003 по 2011 год ученые по характерным изменениям спектра звезды засекли 493 случая прохождения комет и их хвостов на луче зрения.
При этом некоторые кометы удавалось наблюдать по несколько раз и часами. В некоторых случаях ученым удавалось оценить форму и ориентацию кометных орбит и расстояние до звезды. Анализ такой большой выборки комет внутри одной звездной системы стал большой удачей.
Ученые смогли выявить у звезды β Pictoris два различных семейства комет, имеющие разные свойства.
Первая группа состоит из преимущественно старых комет, чьи орбиты контролируются массивной планетой Beta Pictoris b. Кометы этой группы имеют совершенно разные орбиты и мало испаряются. Это свидетельствует о том, что за долгое время они исчерпали свои запасы льда в ходе многократных пролетов мимо звезды.
Второе семейство состоит из молодых комет, возникших, вероятно, при разрушении одного или нескольких крупных объектов. Они более активны и имеют схожие орбиты. «Впервые статистическое исследование позволило определить физику и орбиты большого числа экзокомет. Это дало восхитительную возможность взглянуть на то, какие механизмы работали в нашей Солнечной системе после ее формирования 4,5 млрд лет назад», — считает Кьефер.
Работа ученых опубликована в журнале Nature.
