Телескоп Уэбб обнаружил столкновение астероидов в соседней звездной системе

Два разных космических телескопа с разницей в 20 лет сделали снимки одной и той же области вокруг звезды под названием Бета Живописца. Ученые предполагают, что огромное количество пыли, видимое на снимке, полученном космическим телескопом Спитцер в 2004–2005 годах, указывает на столкновение астероидов, которые в значительной степени очистились к тому времени, когда космический телескоп Джеймса Уэбба сделал снимки в 2023 году. Автор: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University, with Beta Pictoris concept art by Lynette Cook/NASA.

Наблюдения выявляют изменчивые процессы, которые формируют звездные системы, подобные нашей, и дают уникальную возможность взглянуть на первичные стадии формирования планет.

«Beta Pictoris находится в том возрасте, когда формирование планет в зоне планет земной группы все еще продолжается в результате столкновений гигантских астероидов, поэтому то, что мы можем видеть здесь, — это, по сути, то, как каменистые планеты и другие тела формируются в реальном времени», — сказала Кристин Чен, Астроном из Университета Джонса Хопкинса, руководивший 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. С помощью подробных измерений Уэбба команда отследила частицы пыли. состав и размер точной области, ранее проанализированной Спитцером.

Сосредоточив внимание на тепле, излучаемом кристаллическими силикатами — минералами, обычно встречающимися вокруг молодых звезд, а также на Земле и других небесных телах — ученые не обнаружили никаких следов частиц, ранее наблюдавшихся в 2004–2005 годах. Это предполагает, что около 20 лет назад произошло катастрофическое столкновение астероидов и других объектов, в результате которого тела превратились в мелкие частицы пыли, меньшие, чем пыльца или сахарная пудра, сказал Чен.

«Мы думаем, что вся эта пыль — это то, что мы первоначально видели в данных Спитцера за 2004 и 2005 годы», — 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 на самом деле мы стали свидетелями последствий нечастого катастрофического события между большими телами размером с астероид, знаменующего полное изменение нашего понимания этой звездной системы».

Новые данные свидетельствуют о том, что пыль, которая была рассеяна радиацией центральной звезды системы, больше не обнаруживается, сказал Чен. Первоначально пыль возле звезды нагрелась и испустила тепловое излучение, которое зафиксировали инструменты Спитцера. Теперь пыль, остывшая по мере удаления от звезды, больше не излучает эти тепловые характеристики.

Когда Спитцер собрал более ранние данные, ученые предположили, что что-то вроде измельчающихся небольших тел будет постоянно перемешиваться и пополнять пыль. Но новые наблюдения Уэбба показывают, что пыль исчезла, а не заменилась. По словам Чэня, количество поднятой пыли примерно в 100 000 раз превышает размер астероида, убившего динозавров.

Бета Живописца, расположенная примерно в 63 световых годах от Земли, уже давно является центром внимания астрономов из-за ее близости и случайных процессов, при которых столкновения, космическое выветривание и другие факторы формирования планет будут определять судьбу системы.

Возраст Беты Живописи составляет всего 20 миллионов лет (по сравнению с возрастом нашей Солнечной системы 4,5 миллиарда лет), а это ключевой возраст, когда планеты-гиганты сформировались, но планеты земной группы все еще могут развиваться. Здесь 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 основной вопрос: настолько ли редки планетарные системы, подобные Солнечной системе?» — сказал соавтор Кадин Уортен, докторант астрофизики Университета Джонса Хопкинса. «По сути, мы пытаемся понять, насколько мы странные или средние».

Новые открытия также подчеркивают непревзойденную способность телескопа Уэбба раскрывать тонкости экзопланет и звездных систем, сообщает команда. Они предлагают ключевой ключ к разгадке того, как архитектура других солнечных систем похожа на нашу, и, вероятно, углубит понимание учеными того, как ранние потрясения влияют на атмосферы планет, содержание воды и другие ключевые аспекты обитаемости.

«Большинство открытий JWST связано с вещами, которые телескоп обнаружил непосредственно», — сказал соавтор Цицерон Лу, бывший аспирант Университета Джонса Хопкинса по астрофизике. «В данном случае история немного другая, потому что наши результаты основаны на том, чего 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.

Источник: Johns Hopkins University