Два разных космических телескопа сделали снимки одной и той же области вокруг звезды Бета Живописца с разницей в 20 лет. Ученые подозревают, что огромное количество пыли, замеченное на снимке космического телескопа Спитцер в 2004-2005 годах, указывает на столкновение астероида, которое в значительной степени рассеялось к тому времени, когда в 2023 году были получены изображения космического телескопа Джеймса Уэбба. Фотография предоставлена: Роберто Молар Канданоса/Университет Джонса Хопкинса, с концепт-артом Beta Pictoris Линетт Кук/НАСА.
Астрономы сделали своего рода снимок массивного столкновения гигантских астероидов в Бета Живописца, соседней звездной системы, известной своим молодым возрастом и бурной деятельностью по формированию планет.
Наблюдения проливают свет на мимолетные процессы, которые формируют звездные системы, подобные нашей, и дают уникальное представление о первичных стадиях формирования планет.
«Beta Pictoris находится в том возрасте, когда формирование планет в зоне планет земной группы в результате столкновений гигантских астероидов все еще продолжается. «По сути, то, что мы могли бы наблюдать здесь, — это формирование каменистых планет и других тел в реальном времени», — сказала Кристин Чен, астроном из Университета Джона Хопкинса, которая руководила исследованием.
Результаты будут представлены сегодня на 244-м собрании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин.
Команда Чена обнаружила значительные изменения в энергетических характеристиках, излучаемых пылинками вокруг Беты Живописца, сравнивая новые данные космического телескопа Джеймса Уэбба с наблюдениями космического телескопа Спитцер в 2004 и 2005 годах. Используя подробные измерения Уэбба, команда смогла отследить состав и размер частиц пыли именно в той области, которая ранее анализировалась Спитцером.
Ученые сосредоточились на тепле, выделяемом кристаллическими силикатами — минералами, обычно встречающимися вокруг молодых звезд, а также на Земле и других небесных телах — и не обнаружили никаких следов частиц, ранее наблюдавшихся в 2004-2005 годах. Это говорит о том, что катастрофическое столкновение астероидов с другими объектами произошло около 20 лет назад, в результате чего тела превратились в мелкие частицы пыли размером меньше, чем пыльца или сахарная пудра, сказал Чен.
«Мы думаем, что вся эта пыль — это то, что мы первоначально видели в данных Спитцера в 2004 и 2005 годах», — сказал Чен, который также является астрономом в Научном институте космического телескопа. «С учетом новых данных Уэбба лучшее объяснение, которое мы имеем, заключается в том, что мы фактически наблюдали последствия редкого катастрофического события между большими телами размером с астероид, что представляет собой полный сдвиг в нашем понимании этой звездной системы».
Новые данные показывают, что пыль, выброшенная наружу радиацией центральной звезды системы, больше не поддается обнаружению, сказал Чен. Сначала пыль возле звезды нагрелась и испустила тепловое излучение, которое было обнаружено приборами Спитцера. Теперь пыль, остывшая по мере удаления от звезды, больше не обладает этими тепловыми свойствами.
Когда Спитцер впервые собрал данные, ученые предположили, что что-то вроде маленьких абразивных тел будет взбалтывать пыль и со временем пополнять ее. Но новые наблюдения Уэбба показывают, что пыль исчезла, а не заменилась. По словам Чэня, количество поднятой пыли было примерно в 100 000 раз больше, чем от астероида, уничтожившего динозавров.
Бета Живописца, расположенная примерно в 63 световых годах от Земли, уже давно находится в центре внимания астрономов из-за своей близости и случайных процессов, в которых столкновения, космическое выветривание и другие факторы формирования планет определяют судьбу системы.
Возраст Беты Живописи составляет всего 20 миллионов лет (по сравнению с нашей Солнечной системой, возраст которой составляет 4,5 миллиарда лет), а это ключевой возраст, когда формируются планеты-гиганты, но планеты земной группы все еще могут развиваться. Есть как минимум два известных газовых гиганта, Beta Pic b и c, которые также влияют на окружающую пыль и мусор.
«Вопрос, который мы пытаемся контекстуализировать, заключается в том, является ли весь этот процесс формирования планет земной группы и гигантских планет распространенным или редким, и еще более фундаментальный вопрос: настолько ли редки планетарные системы, как Солнечная система?» аспирант кафедры астрофизики Университета Джонса Хопкинса. «По сути, мы пытаемся понять, насколько мы странные или средние».
Новые результаты также подчеркивают непревзойденную способность телескопа Уэбб раскрывать тонкости экзопланет и звездных систем, сообщает команда. Они дают важные подсказки о том, насколько архитектура других солнечных систем похожа на нашу, и, вероятно, углубит понимание учеными того, как ранняя турбулентность влияет на атмосферу, содержание воды и другие важные аспекты обитаемости планет.
«Большинство открытий JWST основаны на вещах, открытых непосредственно телескопом», — сказал соавтор Цицерон Лу, бывший аспирант астрофизики в Университете Джона Хопкинса. «В данном случае все немного по-другому, потому что наши результаты основаны на вещах, которых JWST не видел».
Среди других авторов — Ивэй Чай и Алексис Ли из Университета Джонса Хопкинса; Дэвид Р. Лоу, Б. А. Сарджент, Г. К. Слоан, Жюльен Х. Жирар, Дин К. Хайнс, Маршалл Перрин и Лоран Пуэйо из Научного института космического телескопа; Кэри М. Лиссе из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса; Дэн М. Уотсон из Рочестерского университета; Йенс Каммерер из Европейской южной обсерватории; Изабель Реболлидо из Европейского космического агентства; и Кристофер Старк из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
Информация от: Университетом Джонса Хопкинса
