Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил крупный пояс обломков вокруг близкой звезды

Обработанное методом деконволюции изображение пояса обломков TWA 20 в фильтре F200W. Изображение ориентировано на север. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.20216

Международная команда астрономов использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) для наблюдения за близкой звездой-красным карликом TWA 20. В результате вокруг этой звезды был обнаружен крупный пояс обломков. О находке сообщается в статье, опубликованной 23 октября на сервере препринтов arXiv.

Пояса обломков (debris disks) — это скопления малых тел вокруг звезд, включая астероиды, объекты пояса Койпера, кометы, а также микронную пыль. Обнаружение и изучение новых таких дисков помогает лучше понять эволюцию планетных систем, состав пыли, комет и планетезималей за пределами нашей Солнечной системы.

TWA 20 — тусклый красный карлик спектрального класса M3, расположенный примерно в 261,5 светового года от Земли. Это молодая звезда с предполагаемым возрастом около 10 миллионов лет, а её эффективная температура составляет 3560 K.

В июне 2024 года группа астрономов под руководством Скайлера Палатника из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре использовала ближний инфракрасный спектрограф (NIRCam) телескопа «Джеймс Уэбб» для проведения коронографических наблюдений TWA 20. Наблюдательная кампания дала важные сведения об окружении звезды.

«В этой работе мы сообщаем об открытии методом визуализации пояса обломков в рассеянном свете вокруг звезды TWA 20. Изображения были получены с помощью JWST/NIRCam в рамках обзора GO 4050 и обработаны с использованием методов RDI и MCRDI», — пояснили исследователи.

Наблюдения показали, что TWA 20 окружена поясом обломков радиусом 64,7 астрономических единиц (а.е.) и наклоном 70,1 градуса. Угол позиции диска составил -132,9 градуса, а его пиковая яркость была оценена в 0,1 МДж/ср.

Астрономы отметили, что диск TWA 20 является одним из всего шести сфотографированных в рассеянном свете поясов обломков вокруг красных карликов, и среди них — одним из двух, у которых не измерен инфракрасный избыток. Более того, это третий по величине из известных дисков вокруг M-карликов, и он обращается вокруг третьей по тусклости звезды-хозяина.

Команда Палатника сравнила свойства вновь обнаруженного диска с другими дисками вокруг красных карликов. Оказалось, что он имеет сопоставимые с ними радиус и яркость.

Проанализировав наблюдения «Джеймса Уэбба», астрономы не нашли свидетельств наличия в системе объекта-компаньона. Полученные данные, вероятно, исключают наличие возмутителя массой с Юпитер на расстояниях более 48 а.е. от звезды.

Подводя итоги, авторы статьи подчеркнули возможности телескопа «Джеймс Уэбб» в идентификации поясов обломков.

«Обнаружение этого диска демонстрирует чувствительность JWST к поясам обломков вокруг маломассивных звезд-хозяев, которые исторически было трудно обнаружить, поскольку эти диски холодные и тусклые», — заключают ученые.

Интересный факт: телескоп «Джеймс Уэбб», запущенный в конце 2021 года, продолжает совершать открытия, недоступные для предыдущих обсерваторий. Благодаря своей чувствительности в инфракрасном диапазоне он способен «видеть» сквозь космическую пыль и изучать холодные объекты, что особенно важно для исследования протопланетных дисков и поясов обломков вокруг молодых звезд.