«Джеймс Уэбб» обнаружил необычный «хвост» в протопланетном диске молодой звезды

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволил ученым с беспрецедентной детализацией рассмотреть протопланетный диск звезды Бета Живописца (Beta Pictoris). Эта звезда расположена в 63 световых годах от нас. Она в два раза больше Солнца и имеет в восемь раз большую светимость. В окрестностях Beta Pictoris был обнаружен первый пылевой диск, состоящий из обломков, образовавшихся после столкновения астероидов и планетезималей в ходе формирования системы. Ранее с помощью «Хаббла» астрономы обнаружили признаки второго такого диска. Теперь же выявлены новые детали благодаря инструментам ближнего (NIRCam) и среднего (MIRI) инфракрасного диапазона на борту «Джеймса Уэбба». В системе обнаружено ответвление от диска, причем оно отходит от вторичного диска, и авторы исследования сравнивают эту ветку с кошачьим хвостом. Это ответвление ранее не удавалось рассмотреть, потому что ярче всего оно заметно в среднем инфракрасном диапазоне, который хорошо поддается для обзора «Уэббу». Также обсерватория помогла определить, что у двух дисков системы Beta Pictoris разная температура, что указывает на различия в составе. Материал вторичного диска и «кошачьего хвоста» горячее основного диска. Вероятно, фрагменты, которые их составляют, темнее, чем компоненты основного диска. Они могут быть составлены из материала, подобного тому, что можно увидеть на астероидах и кометах в Солнечной системе.

Чтобы понять, что привело к образованию необычного изгиба в диске, авторы исследования прибегли к компьютерному моделированию. Подобрать подходящий сценарий оказалось непросто. Основная версия предполагает, что около ста лет назад в диске Beta Pictoris произошло мощное столкновение, в результате которого произошел выброс пыли и обломков, а сейчас они начинают рассеиваться. Звездный ветер выдувает мельчайшие частицы, тогда как более крупные меньше подвержены его влиянию, и это создает смещение в образовавшейся ветке. Удалось даже примерно оценить массу выброшенного материала. Она эквивалентна массе среднего астероида в Главном поясе Солнечной системы, но растянут материал на 16 млрд км.

Гипотеза ударного возникновения «кошачьего хвоста» согласуется с тем, что в 2014 году с помощью телескопа ALMA в диске Beta Pictoris была обнаружена асимметрия, в частности, выявлен сгусток монооксида углерода как раз в области ответвления. Возможно, его выброс был связан с тем же ударным событием, что и «кошачий хвост».