Искатели экзопланет лишились, похоже, одного из важнейших индикаторов для поиска: исследования, проведённые в Лаборатории реактивного движения NASA, показывают, что характерные «кольца» в газово-пылевых дисках вокруг некоторых звёзд не означают наличия там планет.

Газово-пылевой диск Фомальгаута: а есть ли там экзопланеты?

На изображении выше мы видим снимок звезды Фомальгаут и окружающего её диска, у которого, как нетрудно заметить, очень резко очерченные края. Прежде считалось, что подобная структура могла возникнуть под воздействием гигантской планеты, обращающейся вокруг Фомальгаута.

Правда, её существование до сих пор под вопросом. Фомальгаут b, а точнее, яркая точка, получившая статус гипотетической экзопланеты, был обнаружен в 2008 году на снимках, сделанных телескопом «Хаббл» в 2004 и 2006 годах.

В 2010 году «Хаббл» вроде снова смог сфотографировать эту планету, однако она оказалась совсем не там, где её ожидали увидеть. Её новое местоположение указывало, что она должна иметь резко вытянутую орбиту, пересекающую пылевой диск. При этом яркость гипотетической планеты указывала. что она слишком массивна для того, чтобы не оставить в окружающем звезду диске куда более существенный след, нежели удаётся пока наблюдать. Один из предложенных вариантов объяснения сводился к тому, что стабильность этому диску обеспечивают сразу две экзопланеты.

Самое же интересное — это отсутствие признаков существования этой экзопланеты на снимках инфракрасного телескопа «Спицер», сделанных в 2010-2011 годах. Не исключено, что яркие точки были просто бликами света, рассеянного околозвёздным газом, или «затесавшейся» в фон звездой. Между тем наблюдения, сделанные в конце 2011 года массивом телескопов Atacama Large Millimeter Array, показали, что и внешний, и внутренний края газово-пылевого диска вокруг звезды имеют очень резкие края. Эти наблюдения, а также построенные компьютерные модели заставляют предположить, что газово-пылевой диск Фомальгаута удерживается на месте сразу двумя планетами, одна из которых (предположительный Фомальгаут b) располагается за внешним краем диска, другая — гораздо ближе к самой звезде, около внутреннего края.

Однако сотрудники NASA выяснили, что такие концентрации пыли по краям газово-пылевого диска около той или иной звезды могут возникать без участия каких-либо «посторонних» тел вроде планет, а исключительно в силу взаимодействия самих газа и пыли.

Процесс выглядит довольно просто: звезда разогревает пыль вокруг себя, пыль, в свою очередь, нагревает газ и заставляет его расширяться, повышая давление. Пыль концентрируется как раз-таки в регионах, где давление особенно повышено.

В абстракте к научной работе указывается:

В пылевых дисках [вокруг звёзд] обязательно должен присутствовать газ — существует газ «второго поколения», выделяющийся из планетезималей и частичек пыли через сублимацию, фотопоглощение или в результате столкновений, так что в результате формируется система, где соотношение пыли и газа таково, что игнорировать гидродинамику не представляется возможным. В такой конфигурации существует нестабильность, ведущая к образованию сгустков, каковую до сих пор изучали на одномерных, несжимаемых моделях.

Построенная авторами исследования модель выявила, что пылевые кольца, чьё возникновение прежде связывали именно с присутствием неизвестных небесных тел (планет), могут возникать исключительно под воздействием газа и, более того, совершенно не обязательно должны иметь правильную форму. В ходе работ исследователи получили и сгустки эллиптической или вовсе неправильной формы: «Нам удалось обнаружить, что эксцентриситет этих колец, обычно рассматриваемый как надёжный признак существования планет, может быть объяснён стоячей волной, распространяемой вдоль кольца…»

Определённо, споры вокруг существования (или несуществования) Фомальгаута будут продолжаться ещё долго.