Разжалованный Дагон
Этот «глаз» — остаточный диск вокруг звезды Фомальгаут в созвездии Южной Рыбы. Чтобы увидеть вещество диска, свет Фомальгаута закрыли специальной блендой (на месте звезды стоит белая точка). Это составное изображение в искусственных цветах было получено с помощью телескопа «Хаббл», а опубликовали его в 2013 году.
Диск, как хорошо видно на фото, не равномерный, а имеет кольцеобразное уплотнение, напоминающее пояс астероидов или кольца Сатурна. На его внутренней границе на снимках 2004 года астрономы заметили яркое движущееся пятнышко, перемещение которого с 2004 по 2012 год показано на увеличенной части изображения. Данный объект интерпретировали как крупную экзопланету. Это подтверждала и модель образования кольца. Подобно спутникам-пастухам (shepherd moon) у Сатурна, такая планета своей гравитацией способна удерживать частицы вещества в одной области.
Об обнаружении экзопланеты ученые объявили 13 ноября 2008 года. В соответствии с правилами МАС ей было присвоено название Фомальгаут b. Несмотря на кажущуюся обоснованность, заявление об открытии экзопланеты подверглось серьезной критике, причем возражения оказались достаточно вескими. Во-первых, заметить планету, пусть даже довольно крупную, на расстоянии в 25 световых лет от нас достаточно трудно, а в 2008 году обнаруженных прямым наблюдением и подтвержденных экзопланет было известно крайне мало (ROXs 42Bb, Бета Живописца b, HR 8799 b, 1RXS1609 b). Часто за экзопланеты ошибочно принимали искажения света из-за дефектов оборудования или шумы приемников (их и на главном фото немало). Также за экзопланеты принимали другие более тусклые или далекие звезды и фоновые небесные тела.
Во-вторых, объект казался слишком большим. Планеты не светят в оптическом диапазоне, а только отражают незначительную долю звездного света. Поэтому по яркости планеты можно определить ее примерный размер. По предварительным оценкам объект такой яркости, как у предполагаемой экзопланеты Фомальгаут b, должен был быть в 20–40 раз больше Юпитера. Столь крупные, и, следовательно, тяжелые объекты имеют горячее ядро и должны светиться в инфракрасном диапазоне. В наблюдениях на космическом телескопе «Спитцер» такого излучения обнаружено не было, а это означает, что масса планеты не превышает двух масс Юпитера. Планета столь большого размера и относительно малой массы существовать не может, так как гравитация сожмет ее до меньших размеров.
Факт о влиянии тела на кольцо пыли тоже подвергся сомнению. Обработка наблюдательных данных, которые не были учтены (или получены) на момент объявления о существовании планеты, показала, что объект двигается слишком быстро, чтобы иметь круговую орбиту и быть пастухом. Правда, на этот аргумент нашлись ответы. По одной из предложенных версий это могла быть легкая планета с массой всего лишь в несколько земных масс, либо окутанная облаком из газа и пыли, либо имеющая обширную систему колец. В этом случае тепловое излучение от планеты будет слабым и его нельзя будет зафиксировать в телескопы, а увеличение площади отражения объясняет высокую яркость в оптическом диапазоне.
Еще одно возможное объяснение — экзокомета с большой комой (см. Coma). В пользу этой версии говорило то, что орбита объекта оказалась достаточной вытянутой, а при удалении от звезды его яркость снизилась. Правда, большая полуось орбиты составляет 115 а.е. или 17,2 млрд км. Это в три раза больше, чем среднее расстояние от Солнца до Плутона. У комет в Солнечной системе так далеко от звезды кома не образуется, поэтому эту версию сейчас всерьез не рассматривают.
Тем не менее, данные, полученные телескопом АLMA в миллиметровом диапазоне, а также новый анализ данных «Хаббла» за 2008–2012 годы убедили ученых в том, что этот объект — всё же экзопланета. В 2015 году Международный астрономический союз (МАС) даже присвоил ей собственное имя — Дагон (в честь западносемитского божества Дагона). Такой чести удостаивается далеко не каждая экзопланета.
Правда, потом объект пропал, и уже несколько лет его не могут найти на новых снимках. Кроме того, орбита объекта пересекает плоскость околозвездного диска. Если бы это было массивное тело (коим, естественно, является планета), то оно бы вызвало гравитационные возмущения в диске, исказив его форму. Этого тоже не наблюдается.
В 2020 году вышла научная работа, где было заявлено, что планеты никогда и не было. В результате более тщательного анализа данных с «Хаббла» и более аккуратного моделирования было обнаружено, что яркость объекта уменьшается, а его размер увеличивается. Так бывает, если облако из газа, пыли и мелких обломков начинает расширяться и разлетаться в разные стороны. А эта картина очень похожа на результат столкновения крупных планетезималей.
Компьютерное моделирование хорошо воспроизводит кривую блеска, размеры и орбитальное движение, согласующиеся с данными наблюдений Дагона. Эта теория кажется крайне перспективной, хотя вероятность столкновения планетезималей в не самой молодой звездной системе (возраст системы Фомальгаут оценивают примерно в 400 млн лет), согласно современным представлениям, очень мала. Но если теория верна, то наблюдаемое явление в системе Фомальгаута даст огромный толчок в развитии и уточнении теории формирования планет.
Есть еще одно объяснение столкновения планетезималей в немолодой звездной системе — миграция планет. Если вокруг Фомальгаута все-таки есть планеты, которых мы пока не видим, то при перестройке орбит они своей гравитацией могли вызвать резонанс, что в свою очередь привело бы к увеличению шансов столкновения более мелких планетезималей и астероидов в околозвездном диске.
В итоге на Дагон упала тень сомнения, но пока Международный астрономический союз официально не лишил его статуса планеты: результаты статьи, опровергающей существование этой экзопланеты, тоже нужно перепроверять и подтверждать другими методами. В частности, в новой модели, как и во всех остальных оценках и работах, предполагается, что объект двигается в плоскости кольца, что наиболее вероятно, но не обязательно так.
