|
Звезда кует кристаллы и разбрасывает их по своему диску
|
|
|
|
Астрономы давно искали доказательства, объясняющие, почему кометы на окраинах нашей Солнечной системы содержат кристаллические силикаты, поскольку для образования кристаллов требуется интенсивное нагревание, и эти "грязные снежки" проводят большую часть своего времени в ультрахолодном поясе Койпера и облаке Оорта. Теперь, глядя за пределы нашей солнечной системы, космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба получил первое убедительное доказательство того, что такие условия возможны.
|
|
|
|
Телескоп впервые четко показал, что горячая внутренняя часть газопылевого диска, окружающего очень молодую, активно формирующуюся звезду, является местом образования кристаллических силикатов. Уэбб также обнаружил сильный отток, который способен переносить кристаллы к внешним краям этого диска. По сравнению с нашей собственной полностью сформировавшейся, в основном очищенной от пыли солнечной системой, кристаллы формировались бы примерно между Солнцем и Землей.
|
|
|
|
Чувствительные наблюдения Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне за протозвездой, занесенной в каталог EC 53, также показывают, что мощные ветры с диска звезды, вероятно, переносят эти кристаллы в отдаленные места, такие как невероятно холодный край ее протопланетного диска, где в конечном итоге могут образоваться кометы.
|
|
|
|
"Слоистые потоки EC 53 могут поднимать эти новообразованные кристаллические силикаты и перемещать их наружу, как будто они находятся на космическом шоссе", - сказал Чон-Юн Ли, ведущий автор новой статьи в Nature и профессор Сеульского национального университета в Южной Корее. "Уэбб не только показал нам, какие именно типы силикатов содержатся в пыли вблизи звезды, но и где они находятся до и во время вспышки".
|
|
|
|
|
|
|
Как приборы Уэбба выявили новые детали
|
|
|
|
Команда использовала прибор Уэбба MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) для сбора двух наборов высокодетализированных спектров для идентификации конкретных элементов и молекул и определения их структуры. Затем они точно определили, где что находится, как когда EC 53 "спокоен" (но все еще постепенно "вгрызается" в свой диск), так и когда он более активен (так называемая фаза всплеска).
|
|
|
|
Эта звезда, которую наша команда и другие исследователи изучали на протяжении десятилетий, в высшей степени предсказуема. (У других молодых звезд бывают беспорядочные вспышки, или их вспышки длятся сотни лет). Примерно каждые 18 месяцев EC 53 начинает 100-дневную фазу мощного взрыва, ускоряя темп и полностью поглощая близлежащие газ и пыль, при этом выбрасывая часть поступающих газов в виде мощных струй и оттоков. Эти выбросы могут отбросить некоторые из вновь образовавшихся кристаллов на окраины протопланетного диска звезды.
|
|
|
|
"Даже для меня, как для ученого, удивительно, что мы можем находить специфические силикаты в космосе, в том числе форстерит и энстатит вблизи EC 53", - сказал Дуг Джонстон, соавтор и главный научный сотрудник Национального исследовательского совета Канады. "Это распространенные минералы на Земле. Основным компонентом нашей планеты является силикат".
|
|
Значение для формирования планет
|
|
|
|
На протяжении десятилетий исследователи также выявляли кристаллические силикаты не только на кометах в нашей Солнечной системе, но и в отдаленных протопланетных дисках вокруг других, немного более старых звезд, но не могли точно определить, как они туда попали. Благодаря новым данным Уэбба исследователи теперь лучше понимают, как такие условия могут быть возможны.
|
|
|
|
"Невероятно впечатляет, что Webb может показать нам не только так много, но и то, где что находится", - сказал Джоэл Грин, соавтор и специалист по приборам в Научном институте космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. "Наша исследовательская группа составила карту того, как кристаллы перемещаются по всей системе. Мы наглядно показали, как звезда создает и распределяет эти сверхтонкие частицы, каждая из которых значительно меньше песчинки".
|
|
|
|
Данные MIRI, полученные Уэббом, также ясно показывают узкие высокоскоростные струи горячего газа вблизи полюсов звезды и немного более холодные и медленные потоки, исходящие из самой внутренней и горячей области диска, питающего звезду. На изображении выше, полученном с помощью другого прибора Уэбба, камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, показан один набор ветров и рассеянный свет от диска EC 53 в виде белого полукруга, повернутого вправо. Ее ветры также движутся в противоположном направлении, примерно позади звезды, но в ближнем инфракрасном свете эта область кажется темной. Ее струи слишком малы, чтобы их можно было различить.
|
|
|
|
ЕС 53 все еще "окутан" пылью и, возможно, простоит еще 100 000 лет. За миллионы лет, пока диск молодой звезды будет густо заселен крошечными крупинками пыли и гальки, произойдет неисчислимое количество столкновений, которые могут постепенно привести к образованию ряда более крупных камней, что в конечном итоге приведет к образованию планет земной группы и газовых гигантов. Когда диск осядет, как сама звезда, так и любые каменистые планеты закончат формироваться, пыль в значительной степени рассеется (больше не будет заслонять обзор), и похожая на солнце звезда останется в центре очищенной планетной системы, а кристаллические силикаты будут "разбросаны" повсюду.
|
|
|
|
EC 53 является частью туманности Серпенс, которая находится на расстоянии 1300 световых лет от Земли и изобилует активно формирующимися звездами.
|
|
|
|
Источник
|
