Молодая звездная система Бета Живописца, находящаяся в 63 световых годах от Земли, продолжает удивлять ученых своими таинственностью и необычными свойствами. В течение многих лет исследователи изучают эту систему, и недавно им удалось сделать новое интересное открытие.
«Бета Живописец» имеет интересное свойство: присутствует обломк пыли диска. Обломки образовались из-за столкновений астероидов, комет и планетезималей. Космический телескоп «Хаббл» обнаружил второй дисковый обломк в этой системе – наклонённый относительно первого.
Исследование «Бета Живописца» ведется с помощью космического телескопа «Джеймс Вебб», который предоставил новые сведения. Команда под руководством Изабель Реболидо из Центра астробиологии Испании применяла NIRCam (камеру ближнего инфракрасного диапазона) и MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) для изучения состава дисковых обломков. Полученные результаты демонстрируют резко изогнутый пылевой хвост, напоминающий хвост кота.
Реболидо отмечает, что эта система имеет ряд особенностей: яркая звезда, которую можно изучать, и сложная околозвёздная среда с большим количеством компонентов, включая экзопланеты и кометы. Ранее наблюдения с Земли не обладали необходимой чувствительностью и пространственным разрешением, которыми обладает сейчас инструмент «Джеймс Вебб», поэтому хвост оставался невидимым.
Результаты показали разницу температур между двумя дисками, что указывает на разный состав материала. Старк, соавтор исследования из NASA’s Goddard Space Flight Center, отмечает: «Мы не предполагали, что “Джеймс Вебб” продемонстрирует нам два типа материалов вокруг “Бета Живописца”, но данные четко указывают на то, что материал вторичного диска и «хвоста» нагрет сильнее, чем материал главного диска. Пыль, составляющая эти диск и «хвост», должна быть очень темной и поэтому плохо видна в видимом диапазоне длин волн, но она излучает средний инфракрасный диапазон».
Учёные объясняют повышенную температуру пыли предположением о её составе: высокопористый «органический материал», подобный тому, который можно найти на поверхности комет и астероидов нашей Солнечной системы. Анализ материала с астероида Бенну, доставленного миссией OSIRIS-REx, показал его тёмный цвет и богатый углеродом состав, что схоже с тем, что было обнаружено в «Бета Живописца».
До сих пор не ясно, что обусловливает форму «хвоста» — уникального изогнутого образования, отличающегося от дисков, найденных вокруг других звёзд.
Реболлидо с командой смоделировали разные сценарии для объяснения появления «кошачьего хвоста». Учёные предположили, что «хвост» образовался сто лет назад в результате столкновения, вызвавшего большое количество пыли. Вначале пыль двигалась в том же направлении, что и её источник, но потом начала распространяться. Звезда сильнее отталкивает мелкие частицы пыли, а более крупные «зёрна» движутся медленнее, формируя длинную нить из пыли, — рассказывает Маршалл Перрин, соавтор исследования.
«Такой изгиб — крайне необычное явление, воспроизведение его с помощью динамической модели было сложным. Модель требует быстрой эмиграции пыли из системы, что снова указывает на её органическое происхождение», — объясняет Старк.
Предпочтительная модель связывает резкий угол отклонения «хвоста» от диска с оптической иллюзией. Наблюдаемый угол формируется сочетанием угла обзора и изогнутой формы, в то время как дуга материала удаляется от диска под углом около пяти градусов. Команда оценивает количество пыли в «хвосте» на величину главного пояса астероидов, протяжённого приблизительно 16 093 440 000 километров.
Недавнее образование пыли в дисках обломков также может объяснить асимметричное расширение внутреннего диска, видимое только на инфракрасных данных и лишь с противоположной стороны «хвоста». Это событие может также объяснить особенность, обнаруженную массивом Атакама в 2014 году — скопление оксида углерода (CO) рядом с «хвостом». Так как излучение звезды разрушает CO примерно за сто лет, это скопление газа может быть остатком этого события.
Исследование показывает, что «Бета Живописца» может быть более активной и хаотичной, чем считалось ранее. «Джеймс Вебб» продолжает удивлять, даже при изучении известных объектов, — отмечает Старк.