Тайна 200-дневной тьмы: Астрономы выследили обладателя гигантских колец, затмившего далекую звезду

Ученые, исследующие загадочное, экстремальное и продолжительное потускнение далекой звезды, сузили круг подозреваемых до двух объектов: так называемой «несостоявшейся звезды» — коричневого карлика, либо по-настоящему массивной экзопланеты — супер-Юпитера.

Это драматическое падение яркости звезды, расположенной на расстоянии около 3200 световых лет от нас в созвездии Единорога, было впервые замечено в конце 2024 года. Потускнение стало неожиданностью, так как звезда, обозначенная как ASASSN-24fw и имеющая размер примерно в два раза больше Солнца, ранее считалась стабильной. Это затмение стало одним из самых продолжительных из когда-либо наблюдавшихся, продлившись около 200 дней. Оно также было экстремальным: яркость ASASSN-24fw снизилась на 97%. Подобные события — невероятная редкость.

Астрономы выяснили, что это затемнение вызвано системой колец, напоминающих формой блюдце, которые простираются на 26 миллионов километров (около половины расстояния от Солнца до Меркурия). Главный вопрос: вокруг чего вращается эта кольцевая система? Основными подозреваемыми теперь стали коричневый карлик или массивная экзопланета, во много раз превышающая по размерам Юпитер.

«Различные модели, созданные нашей группой, показывают, что наиболее вероятное объяснение затемнения — коричневый карлик (объект тяжелее планеты, но легче звезды), окруженный обширной и плотной системой колец», — заявил руководитель команды Саранг Шах из Межуниверситетского центра астрономии и астрофизики (IUCAA), Индия. «Такие длительные затмения, как это, исключительно редки, поскольку требуют идеального выравнивания. Затемнение началось постепенно из-за разреженности внешних частей колец и стало очевидным только тогда, когда более плотные области прошли перед звездой».

Маленькая «неудавшаяся звезда» или гигантская планета?

Коричневые карлики получили обидное прозвище «неудавшиеся звезды», потому что они, как и звезды, формируются из коллапсирующих облаков газа и пыли, но им не хватает массы, чтобы запустить в ядре термоядерный синтез водорода в гелий — процесс, определяющий звезды главной последовательности.

Граница между коричневыми карликами и массивными газовыми гигантами размыта. Нижний предел массы коричневого карлика считается около 13 масс Юпитера, а верхний предел, отделяющий самые тяжелые коричневые карлики от самых легких звезд, составляет около 80 масс Юпитера (или примерно 0,08 массы Солнца). На данный момент главный подозреваемый в затемнении ASASSN-24fw — именно кольценосный коричневый карлик.

Однако, поскольку команда пока не может точно определить массу затемняющего тела, зная лишь, что она превышает три массы Юпитера, они всё еще не могут исключить версию с экзопланетой-супер-Юпитером.

Что более определенно, так это то, что саму ASASSN-24fw тесно окружают фрагменты газа и пыли, которые, по-видимому, являются остатками прошлых столкновений планет. Это обычное явление для молодых звезд с турбулентной средой, но редкость для такой звезды, как ASASSN-24fw, чей возраст оценивается примерно в 1 миллиард лет.

«Ожидается, что большие кольцевые системы существуют вокруг массивных объектов, но их характеристики очень трудно изучать напрямую, — отметил член команды Джонатан Маршалл, независимый научный сотрудник Академии Синика, Тайвань. — Это редкое событие позволяет нам изучить такую сложную систему с поразительной детализацией. Фактически, изучая это затемнение, мы также случайно обнаружили, что у ASASSN-24fw есть звезда-красный карлик по соседству».

Теперь команда намерена измерить температуру, возраст и химический состав ASASSN-24fw, а также определить стадию ее эволюции. Сбор дополнительных данных об этой звезде с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) в чилийской пустыне Атакама и космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) должен помочь лучше понять, как развиваются подобные планетные системы.

Однако астрономам придется немного подождать, чтобы снова увидеть экстремальное затмение ASASSN-24fw. Команда ожидает, что загадочный объект снова повлияет на яркость звезды через 42–43 года.

В долгосрочной перспективе открытие подтверждает теорию о том, что сложные кольцевые структуры могут существовать не только вокруг планет-гигантов в нашей Солнечной системе, но и вокруг субзвездных объектов. Поиск подобных событий в будущем позволит ученым лучше понять процессы формирования спутников и планетных систем на ранних этапах их истории. Каждое такое наблюдение — уникальный шанс заглянуть в динамику далеких миров, которые в противном случае остались бы невидимыми для наших приборов.