Фомальгаут
.jpg)
Фомальгаут — ярчайшая звезда созвездия Южной Рыбы и одна из ближайших к Солнцу звёзд спектрального класса A. Она находится на расстоянии 25,13 светового года, имеет массу около 1,92 массы Солнца и светит примерно в 16,6 раза ярче него. Белый свет Фомальгаута хорошо заметен невооружённым глазом даже в области неба, где мало других ярких звёзд.[2][3]
Звезду окружают несколько поясов пыли и малых тел — остатки формирования планетной системы. Их сложная структура включает широкие промежутки, узкие кольца и облака после столкновений планетезималей. Подтверждённых планет у Фомальгаута пока нет, хотя форма диска указывает на действие ещё не обнаруженных массивных тел.[5]
Положение и наблюдение
Фомальгаут имеет байеровское обозначение α Южной Рыбы — α Piscis Austrini. Его видимая звёздная величина близка к +1,16, поэтому он входит в число двадцати ярчайших звёзд ночного неба.[1]
Созвездие Южной Рыбы расположено южнее Водолея. Фомальгаут отмечает рот рыбы и заметно превосходит по блеску остальные звёзды созвездия. В Северном полушарии его лучше всего наблюдать осенью: в средних широтах звезда проходит невысоко над южным горизонтом, а в тропических и южных областях поднимается значительно выше.
Большая область вокруг Фомальгаута выглядит сравнительно пустой. Благодаря этому звезду иногда называют «Одинокой» — она служит удобным ориентиром в южной части осеннего неба. Её белый цвет заметно отличается от оранжевых звёзд спектральных классов K и M.
Собственное движение Фомальгаута составляет около 0,37 секунды дуги в год. Звезда удаляется от Солнца примерно на 6,5 км/с. За десятки тысяч лет её положение среди далёких фоновых звёзд существенно изменится.[2]
Размеры и физические характеристики
Масса Фомальгаута равна 1,92 ± 0,02 массы Солнца, а радиус — 1,842 ± 0,019 солнечного. Его диаметр составляет около 2,56 млн километров. Несмотря на почти двукратную массу, звезда лишь немного меньше двух Солнц по радиусу, поскольку остаётся на главной последовательности.[3][4]
Температура фотосферы достигает 8590 ± 73 K. Большая часть видимого излучения приходится на бело-голубую область спектра, а показатель цвета B−V близок к нулю. Спектральный класс A4 V указывает на горячую звезду, превращающую водород в гелий в центральной области.[2]
Фомальгаут излучает в 16,65 раза больше энергии, чем Солнце. Высокая светимость определяется сочетанием увеличенной площади поверхности и температуры, превышающей солнечную примерно на 2800 K.[4]
Возраст системы оценивается в 440 ± 40 млн лет. Для звезды класса A это уже значительная часть времени на главной последовательности: высокая температура ядра приводит к быстрому расходованию водородного топлива.[3]
Широкая тройная система
Фомальгаут A входит в одну из самых протяжённых известных тройных систем. Её компоненты движутся в пространстве почти одинаково, но разделены расстояниями, во много раз превышающими размеры обычных кратных звёзд.
Фомальгаут B, известный также как TW Южной Рыбы, — оранжевый карлик спектрального класса K4 V. Он находится примерно в 0,28 парсека, или 57 тысячах астрономических единиц, от главной звезды. Свету требуется около 11 месяцев, чтобы пройти между компонентами A и B.[3]
Фомальгаут C, или LP 876-10, — красный карлик класса M4 V. Его пространственное расстояние от Фомальгаута A составляет около 0,77 парсека, или 158 тысяч астрономических единиц. На земном небе компоненты A и C разделяет почти шесть градусов, поэтому долгое время они не воспринимались как одна система.[2]
Общая скорость и близкие расстояния от Солнца показывают, что три звезды имеют общее происхождение и остаются гравитационно связанными. Их широкие орбиты чувствительны к притяжению Галактики и пролётам соседних звёзд, поэтому на больших временны́х масштабах система может разрушиться.
Остаточный диск
.png)
Избыток инфракрасного излучения Фомальгаута был обнаружен спутником IRAS в 1983 году. Звезда оказалась окружена холодной пылью, которая поглощает её свет и переизлучает энергию в инфракрасном диапазоне. Позднейшие наблюдения разрешили пыль в виде наклонённого кольца.
Внешний пояс расположен примерно между 100 и 140 астрономическими единицами от звезды. Его размеры превышают размеры пояса Койпера в Солнечной системе. Пыль не может сохраняться сотни миллионов лет без пополнения: давление света и столкновения быстро удаляют мелкие частицы. Современный материал образуется при постоянных соударениях кометоподобных и астероидных тел.[4]
В 2023 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые различил внутреннюю структуру диска в среднем инфракрасном диапазоне. Помимо внешнего кольца обнаружены промежуточный пояс, внутренний диск и разделяющие их промежутки. Вся система пылевых структур простирается примерно до 150 астрономических единиц от звезды.[5]
Резкие края колец и широкие разрывы могут поддерживаться притяжением невидимых планет. Однако форма диска сама по себе не определяет их массы и орбиты, а прямые наблюдения пока не подтвердили существование таких объектов.
Фомальгаут b
В 2004 и 2006 годах телескоп «Хаббл» зарегистрировал внутри внешнего кольца слабый оптический источник. В 2008 году его объявили первой экзопланетой, непосредственно обнаруженной в видимом свете, и присвоили обозначение Фомальгаут b.
Объект имел необычные свойства: он был заметен в отражённом оптическом свете, но не обнаруживался в инфракрасном диапазоне, где молодая массивная планета должна излучать собственное тепло. Его предполагаемая траектория также пересекала пылевой пояс без ожидаемого гравитационного воздействия на кольцо.
.png)
Последующие снимки показали, что источник постепенно тускнел, увеличивался в размерах и к 2014 году исчез. Такое поведение соответствует расширяющемуся облаку мелкой пыли после столкновения двух планетезималей размером не менее нескольких сотен километров. Давление света Фомальгаута разгоняет мельчайшие частицы и уводит их из системы.[6]
В Архиве экзопланет NASA Фомальгаут b имеет статус ложного планетного обнаружения. Название сохраняется как историческое обозначение наблюдавшегося источника, но не подтверждённой планеты.[7]
На снимках «Хаббла» 2023 года появился второй компактный источник, похожий на Фомальгаут b в начале наблюдений. Его движение и блеск соответствуют ещё одному молодому облаку пыли после столкновения планетезималей. Два события за двадцать лет указывают на интенсивную динамику малых тел во внешней части системы.[8]
Возможная планетная система
Подтверждённых планет у Фомальгаута пока нет. При этом несколько раздельных пылевых поясов трудно сохранить без источников гравитационных возмущений. Невидимые планеты могли бы удерживать границы колец, очищать промежутки и увеличивать скорости столкновений малых тел.
Ограничения зависят от расстояния до звезды и её возраста. Массивные молодые планеты должны быть заметны по собственному инфракрасному излучению, поэтому наблюдения исключают часть возможных объектов на широких орбитах. Планеты меньшей массы остаются недоступны прямому поиску и могут скрываться внутри промежутков диска.
Фомальгаут позволяет изучать планетную систему на стадии, когда первичный газовый диск уже исчез, а оставшиеся малые тела продолжают сталкиваться и перестраивать орбиты. Его кольца представляют не готовую копию Солнечной системы, а динамичную структуру возрастом в сотни миллионов лет.
Эволюция
Фомальгаут проводит основную часть жизни на главной последовательности. В его ядре водород превращается в гелий главным образом через углеродно-азотно-кислородный цикл, особенно чувствительный к температуре. Поэтому звезда расходует топливо значительно быстрее Солнца.
После истощения водорода ядро начнёт сжиматься, а внешние слои расширятся. Фомальгаут превратится сначала в субгигант, затем в красный гигант. Рост светимости нагреет пылевые пояса, а потеря массы заставит орбиты далёких тел расшириться.
Масса звезды недостаточна для коллапса ядра и взрыва сверхновой. В конце эволюции Фомальгаут сбросит внешнюю оболочку, образует планетарную туманность и станет белым карликом из углерода и кислорода.
Название
Имя Фомальгаут происходит от арабского выражения фам аль-хут — «рот рыбы». Оно точно соответствует положению звезды в традиционном рисунке созвездия Южной Рыбы.
В древней Персии Фомальгаут входил в число четырёх «царских звёзд», связывавшихся с четырьмя направлениями неба и временами года. Яркость и изолированное положение делали его важным сезонным ориентиром задолго до появления телескопической астрономии.
Международный астрономический союз утвердил имя Fomalhaut для α Южной Рыбы 30 июня 2016 года.[9]
См. также
Источники
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Fomalhaut // SIMBAD, Centre de données astronomiques de Strasbourg.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Mamajek E. E. et al. The Solar Neighborhood XXX: Fomalhaut C // The Astronomical Journal. 2013. Vol. 146. No. 154.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Mamajek E. E. On the Age and Binarity of Fomalhaut // The Astrophysical Journal Letters. 2012. Vol. 754. L20.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Kalas P. et al. STIS Coronagraphic Imaging of Fomalhaut: Main Belt Structure and the Orbit of Fomalhaut b // The Astrophysical Journal. 2013. Vol. 775. No. 56.
- ↑ 5,0 5,1 Webb Looks for Fomalhaut’s Asteroid Belt and Finds Much More // NASA Science. 8 May 2023.
- ↑ Gáspár A., Rieke G. H. New HST data and modeling reveal a massive planetesimal collision around Fomalhaut // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. Vol. 117. P. 9712–9722.
- ↑ Fomalhaut // NASA Exoplanet Archive.
- ↑ Kalas P. et al. A second planetesimal collision in the Fomalhaut system. 2025.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.