Инфракрасный космический телескоп NASA получил данные, свидетельствующие о том, что два десятилетия назад в соседней, еще молодой планетной системе Бета Живописца произошло крупное столкновение астероидов. В результате образовалось облако пыли, объем которого в сто тысяч раз превышает объем астероида, приведшего к вымиранию динозавров. Изучение подобных событий позволит астрономам глубже понять процессы, лежащие в основе формирования планетных систем, аналогичных нашей, и получить больше информации о начальных этапах формирования планет.
Бета Живописца — звезда А-типа в созвездии Живописец, расположенная в 63 световых годах от Земли. Она приблизительно в два раза массивнее Солнца и почти в девять раз ярче. Тщательные наблюдения за светилом выявили околозвездный диск из газа и пыли, несколько поясов планетезималей и комет, а также две экзопланеты: Бета Живописца b и Бета Живописца c — планеты-газовые гиганты, обладающие массой, во много раз большей, чем масса Юпитера.
Возраст этой планетной системы составляет от 18,5 до 20 миллионов лет, что делает ее очень молодой. Ее недавнее формирование и относительно небольшое расстояние до Земли (если рассматривать это в космическом масштабе) определяют ее как одну из ключевых астрономических целей для исследования процессов формирования и развития планет. Система Бета Живописца находится на такой стадии, когда в ней уже существуют газовые гиганты, в то время как формирование скалистых планет во внутренней области все еще идет. Это происходит, в частности, за счет столкновений крупных астероидов. Благодаря этому, исследователи имеют возможность отслеживать формирование каменистых планет, почти в режиме реального времени.
В период с 2004 по 2005 год астрономы провели наблюдения за планетной системой, используя инфракрасный космический телескоп «Спитцер». В ходе наблюдений было обнаружено обширное облако пыли, которое, по мнению экспертов, в 100 тысяч раз больше астероида, погубившего динозавров (по оценкам специалистов, диаметр астероида варьировался от 10 до 15 километров, и многие ученые считают его главной причиной мел-палеогенового вымирания).
Новые исследования системы Бета Живописца были осуществлены группой американских астрономов во главе с Кристиной Чен из Университета Джонса Хопкинса. Для проведения этих наблюдений ученые использовали передовой инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Через несколько дней Чен и его коллеги поделятся своими результатами на 244-м заседании Американского астрономического общества, которое пройдет в Мэдисоне, штат Висконсин. Кратко об их выводах сообщается в пресс-релизе университета.
Сравнительный анализ данных, полученных космическим телескопом «Джеймс Уэбб», и предыдущих наблюдениями телескопа «Спитцер», показал существенные изменения в энергетических свойствах пылинок, окружающих звезду Бета Живописца. Подробные измерения, сделанные обсерваторией «Уэбб», позволили Чену и его команде определить состав и размеры частиц пыли в той же области, которая была изучена ранее «Спитцером».
Анализ теплового излучения силикатных минералов, типичных для окружения молодых звезд и часто подвергающихся воздействию электромагнитного излучения, выявил, что пылевое облако, обнаруженное космическим телескопом «Спитцер» два десятилетия назад, исчезло, как будто «испарилось».
По мнению астрономов, это пылевое облако могло появиться в результате мощного столкновения крупных тел размером с астероид, которое в одночасье превратило объекты в пыль. Небесные тела распались на частицы, которые меньше сахарной пудры (мелкоизмельченные кристаллы белого сахара размером не более 0,2 миллиметра).
Первоначально частицы пыли, окружающие Бету Живописца, нагревались и, взаимодействуя с электромагнитным излучением, отражали тепловое излучение, регистрируемое приборами «Спитцера». Однако «Джеймс Уэбб» не смог зафиксировать это тепло, что указывает на удаление пыли от звезды и ее последующее остывание, вследствие чего она перестала быть видимой.
Во время проведения наблюдений «Спитцер» ученые полагали, что небольшие объекты вблизи облака должны разрушаться, тем самым увеличивая количество пыли. Таким образом, предполагалось, что облако будет постоянно увеличиваться в размерах. Однако, новые данные, полученные телескопом «Уэбб», свидетельствуют о том, что запасы пыли не только не пополняются, но и отсутствуют вовсе.
В ходе исследования авторы пришли к выводу, что ученые зафиксировали последствия необычного космического столкновения два десятилетия назад, однако сразу не смогли определить его природу. Лишь благодаря данным, полученным с орбитальной обсерватории «Уэбб», им удалось установить, что произошло.