Астрономы сделали поразительное открытие: выяснилось, что некоторые из самых массивных звезд во Вселенной порождают одни из самых мелких частиц пыли. Это стало возможным благодаря исследованию, которое возглавил студент Йельского университета Дунлинь Ву, результаты которого были опубликованы в The Astrophysical Journal. Для Ву, с раннего детства завороженного величием и загадочностью звезд, эта первая значительная научная работа в качестве ведущего автора стала важным моментом, посвященным «звездной пыли» — крошечным твердыми частицами, которые формируются из звездных ветров и со временем способны служить строительными блоками для новых планет.
В качестве объекта исследования была выбрана нетипичная звездная система WR 112, являющаяся двойной системой. Она включает в себя исключительно горячую и находящуюся на стадии угасания звезду типа Вольфа–Райе, характеризующуюся своеобразным спектром и ограниченным сроком существования, которая обращается вокруг звезды-компаньона. Сильные звездные ветры, взаимодействуя, формируют плотные и охлаждающиеся области, в которых и зарождаются пылевые частицы. Последующее интенсивное излучение звезд приводит к рассеянию этой пыли в межзвездной среде.
В процессе исследования Ву и его коллеги изучили данные, полученные с космического телескопа «Джеймс Уэбб» и наземного комплекса ALMA. Если инфракрасные изображения «Уэбба» ранее показывали отчетливые спиральные полосы из пыли, то высокочувствительные миллиметровые наблюдения ALMA не выявили никаких признаков сигнала. Это позволило ученым предположить, что частицы пыли, скрытые от «взгляда» самого мощного миллиметрового телескопа, обладают крайне малым размером. Объединив данные обоих приборов, исследователи сделали вывод о том, что большая часть пылевых зерен в обширных спиральных структурах системы не превышает одного микрометра в диаметре, а значительная их доля – всего несколько нанометров.
«Неожиданно, но факт: самые крупные звезды, существующие во Вселенной, в конце своего жизненного цикла порождают мельчайшие частицы пыли », — подчеркнул Дунлинь Ву, который проводил исследование в рамках летней программы Калифорнийского технологического института. Соотношение размеров между звездой и пылинками, которые она порождает, действительно огромно и составляет приблизительно квинтиллион к одному.
Международная группа ученых также установила, что пыль, окружающая WR 112, состоит из двух отдельных групп: наряду с преобладающими наночастицами, были обнаружены и частицы большего размера, достигающие примерно 0,1 микрометра. Это открытие позволило снять давнее противоречие в данных, полученных при изучении аналогичных двойных звездных систем, где ранее регистрировались либо исключительно очень мелкие, либо только более крупные частицы. Специалисты считают, что частицы среднего размера способны разрушаться или испаряться под воздействием интенсивного излучения звезд.
Поскольку система WR 112 относится к числу наиболее активных источников пылеобразования и ежегодно выбрасывает вещество, сравнимое по массе с тремя лунами, полученные сведения о размере частиц имеют ключевое значение для оценки влияния подобных двойных систем на увеличение содержания углеродной пыли в галактике.