Астрономы пока не имеют возможности непосредственно наблюдать кометы или астероиды в системе других звёзд. Единственный способ изучать эти малые тела — рассматривать протопланетные диски и их остатки возле молодых звёзд. Обычно такие снимки делаются на космических телескопах вроде Джеймса Уэбба. Но их удаётся получать и при помощи наземных телескопов. При помощи звёздного коронографа SPHERE на телескопе Южной Европейской обсерватории в Чили составили галерею снимков протопланетных дисков в экзопланетных системах.
Новые планеты открывают почти каждую неделю. Из 6000 планет за пределами Солнечной системы прямые изображения удалось получить только у сотни, и то фотографирование планет с устранением засветки звезды — ещё та проблема, требующая специальной весьма дорогой техники. Остальные шесть тысяч из шести исследуют только косвенными методами, про которые на странице есть множество статей. В этих системах есть огромное количество мелких объектов — комет и астероидов. Увидеть их из Солнечной системы нельзя, но есть способ и подходящий момент времени, когда их можно изучить — на стадии протопланетного диска.
На протяжении эволюции протопланетных систем масса вещества в них не изменяется кардинально. Но их эволюцию можно проследить по яркости объекта. Чем меньше обломки, тем больше их суммарная площадь поверхности, а значит, тем больше отражающая способность и яркость.
С течением времени частицы пыли в протопланетном диске слипаются, создавая планетезимали, а потом и планеты. Также частицы пыли могут выдуваться из системы под действием радиационного давления звезды или, наоборот, падать на звезду и сгорать там. Диск при этом темнеет, но неравномерно: в местах, где из пыли создаются крупные объекты, видны чёткие провалы (падение освещённости на изображении). Пример такой эволюции — наша собственная звёздная система и то, что осталось от планетарных поясов после миллиардов лет эволюции. С точки зрения инопланетного астронома у нас осталось два планетезимальных пояса. Это Главный пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера, и пояс Койпера — «склад» астероидов и малых планет за орбитами планет-гигантов. Также оттуда иногда прилетают кометы. Пыль в Солнечной системе имеется и за пределами этих поясов. Некоторые области этой пыли можно увидеть без инструментов — это зодиакальная пыль. В условиях очень тёмного неба (без Луны и городской засветки) сразу после заката или незадолго перед рассветом можно увидеть солнечный свет, отражённый от этой пыли, и он формирует характерную полосу на небе — зодиакальный свет, так названный из-за того, что на небесной сфере эта полоса проходит через круг, образованный созвездиями Зодиака. Подробнее про зодиакальную пыль и её исследование, в частности, силами гитариста Queen Брайана Мэя в рамках подработки по его основной специальности астрофизика можно прочитать в отдельной большой статье.
Сказав про астрономов-инопланетян, мы поторопились. На нашем уровне техники и с характерных расстояний от ближних звёздных окрестностей сегодня они увидят мало. Но, как показывают оценки, располагая такими инструментами, структуру планетезимальных и пылевых поясов не очень далеко от нас можно изучать в первые 50 миллионов лет жизни протопланетного диска. Для этого инопланетяне как раз должны располагать инструментом SPHERE, таким, который с 2014 года функционирует на телескопе VLT Южно-Европейской обсерватории в Чили.
SPHERE (не путать с космическим телескопом с похожим названием SphereX) наблюдает за экзопланетами, используя звёздный коронограф, который позволяет закрыть свет от ближней звезды. В отличие от солнечных коронографов, такой инструмент, то есть кружок на пути светового луча, закрывающий саму звезду, должен быть очень мал и позиционирован очень точно — такая точность сама по себе уже давно лежит за пределами механических систем для телескопов. SPHERE при этом использует адаптивную оптику. Свет от звезды неизбежно рассеивается в земной атмосфере и точечный объект-звезда «размазывается» в поле зрения телескопа. Адаптивная оптика анализирует такие атмосферные искажения и в реальном времени подстраивает оптическую систему, изменяя деформацию зеркал телескопа. Кроме того, телескоп умеет отсеивать поляризованный свет, отражённый от частиц космической пыли, в отличие от неполяризованного света непосредственно от звезды.
В статье, вышедшей в конце 2025 года в Astronomy & Astrophysics представлена коллекция изображений планетарных дисков, которые инструмент SPHERE получил, фотографируя свет, отражённый от пылевых частиц. Использовались данные от 161 молодой звезды поблизости, у которых излучение в инфракрасном свете указывает на наличие протопланетных дисков. В итоге изображения удалось получить у 51 такого диска, зато в распоряжении астрономов имеются структуры всевозможных видов и ракурсов. Есть побольше, есть поменьше, есть видимые только с ребра и наоборот — плашмя, и также разнообразна морфология дисков. Такое количество в выборке позволяет привести некоторую статистику. В частности, подтвердились ожидаемые закономерности: чем массивнее звезда, тем больше материала в её диске.
Наиболее интересны на снимках протопланетных дисков структуры внутри самих дисков. На множестве снимков выделяются концентрические кольца или полосы, то есть материал диска в основном находится на определённых расстояниях от звезды. Издалека мы наблюдаем инопланетные аналоги пояса Койпера и нашего Главного пояса астероидов. Но структуры дисков прежде всего связаны с присутствием планет, и особенно — планет-гигантов, которые расчищают места на орбите от малых тел (о чём мы знаем на примере Солнечной системы). Некоторые из этих экзопланет-гигантов уже были известны раньше. Заподозрить наличие планеты можно по тонкой структуре дисков. Например, острые внутренние кромки диска или асимметрия его строения — хорошее указание на ещё не открытые планеты. Впоследствии можно их открыть, обратив на указанные точки пристальный взгляд телескопа Джеймса Уэбба или будущего наземного телескопа ELT той же Южной Европейской обсерватории.