Какво общо могат да имат котките с раждането на планетите? Оказва се, повече, отколкото бихме предположили. На около 63 светлинни години от Земята астрономите изследват необичайно космическо образувание, което заради формата си е получило прозвището „котешката опашка“. Нови наблюдения разкриват подробности за неговия състав и подсказват, че то може да е останало след катастрофален сблъсък между големи небесни тела.

Структурата се намира в системата на Бета Пикторис (Beta Pictoris) – млада звезда в съзвездието Живописец, около която са открити три големи планети. Самата „опашка“ се простира на разстояние, което може да достига 1000 пъти разстоянието между Земята и Слънцето.

А ако предпочитате по-нестандартни мерни единици, представете си 200 трилиона домашни котки, подредени една след друга, от муцуната до върха на опашката. Приблизително толкова биха били необходими, за да се получи подобна дължина.

Какво разкриват новите наблюдения?

Странното образувание е забелязано за първи път в инфрачервения диапазон с помощта на космическия телескоп „Джеймс Уеб“. Доскоро обаче астрономите не успяваха да го различат във видима светлина. Това вече се е променило благодарение на нови наблюдения с космическия телескоп „Хъбъл“.

Получените данни дават нови основания на учените да смятат, че „котешката опашка“ се е образувала при сблъсък между големи планетни тела.

„Смятаме, че „котешката опашка“ е резултат от сблъсък между големи небесни тела. Представете си обекти с размерите на Плутон“, обяснява Арин Авсар от Университета на Аризона, водещ автор на изследването, в съобщение на университета.

Подобни сблъсъци са били обичайна част от ранната история на планетните системи. Дори сравнително малки светове като Плутон, където учените откриха следи от внушителни ледени вулкани, могат да ни разкажат немалко за сложните процеси, протичащи в покрайнините на една звездна система.

Защо „котешката опашка“ е толкова трудна за откриване?

За да разберат как изглежда образуванието в действителност, изследователите използват компютърни модели, с които възстановяват триизмерната му структура. Така стигат и до възможно обяснение защо то е оставало скрито от телескопите, работещи във видимата част на спектъра.

„Смятаме, че досега не сме успявали да наблюдаваме „котешката опашка“ във видима светлина заради материала, от който е изградена“, казва Авсар.

„Тя се състои почти изцяло от така наречения термоустойчив органичен материал, богат на въглерод. Дългите вериги от въглеродни атоми поглъщат видимата светлина, поради което материалът изглежда почти черен.“

Точният произход на този материал засега остава загадка. Учените обаче знаят, че той е съставен от изключително леки и порести прахови частици, чиято структура напомня пухкава материя.

Едно от възможните обяснения е свързано с огромната енергия, отделена при сблъсъка. Ако небесните тела са се ударили с достатъчно висока скорост, въглеродният материал може първоначално да се е изпарил. При последвалото охлаждане той вероятно се е кондензирал отново, но вече под формата на силно порести частици.

Гигантска планета оформя облак от прах около звездата

Освен необичайната опашка астрономите откриват и друга интересна особеност на системата: обширно прахово хало, което обгръща Бета Пикторис.

Според изследователите за появата му има заслуга една от трите известни планети в системата – газовият гигант Бета Пикторис b. Със своята мощна гравитация той влияе върху движението на по-малките тела и праховите частици в околното пространство.

Планетата представлява интерес и за проекта „Лазули“ (Lazuli), представян като бъдещия първи частен космически телескоп. Тя е сред предложените обекти за неговите наблюдения.

Според Авсар новите резултати показват колко важна е ролята на гигантските планети за развитието на една звездна система.

„Това ни дава още едно доказателство за начина, по който гигантските планети влияят върху кометите чрез огромната си гравитационна сила“, казва той.

„То показва колко силно тези масивни планети въздействат върху околните прахови и ледени тела, дори на разстояния от стотици астрономически единици.“

Една астрономическа единица е приблизително равна на средното разстояние между Земята и Слънцето, или около 150 милиона километра. Това означава, че влиянието на подобни планети може да се усеща на десетки милиарди километри от тях.

Гравитационните взаимодействия са сред най-важните фактори, определящи съдбата на планетните системи. Компютърни симулации например показват, че планети с размерите на Земята могат да запазят стабилни орбити дори в системи с две звезди, стига условията да са подходящи.

Какво може да ни разкаже Бета Пикторис за миналото на Земята?

Интересът към Бета Пикторис далеч не се изчерпва с необичайната форма на праховата ѝ структура. За астрономите тази млада звездна система е своеобразен прозорец към бурното детство на нашата Слънчева система.

Преди милиарди години около младото Слънце вероятно са се разигравали сходни събития. Големи небесни тела са се сблъсквали, планетите са променяли орбитите си, а огромни количества скална и ледена материя са били разпръсквани в пространството.

Едва постепенно основните тела в Слънчевата система са достигнали до сравнително устойчивите си орбити, които познаваме днес.

Точно затова наблюденията на млади звездни системи са толкова ценни. Те позволяват на учените да изследват процеси, които в нашата собствена космическа околност са приключили преди милиарди години, и да добият по-ясна представа как са се формирали Земята и останалите планети.

С всяко ново откритие става все по-ясно и колко различни могат да бъдат световете извън Слънчевата система. Учените вече създават модели за това как би изглеждала земеподобна планета около Алфа Кентавър, а други изследвания предоставят сведения за възможното съществуване на магнитни полета около екзопланети.

На този фон гигантската „котешка опашка“ на Бета Пикторис е много повече от любопитна космическа форма. Тя може да се окаже следа от древен сблъсък, подобен на онези, които са помогнали да се оформи и нашата планетна система.

Резултатите от изследването са публикувани в научното списание The Astrophysical Journal Letters.