«Джеймс Уэбб» увидел облако от возможного столкновения планетезималей в остаточном диске Фомальгаута

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил систему из трех пылевых поясов и крупное пылевое облако в остаточном диске вокруг звезды Фомальгаут. Предполагается, что облако могло возникнуть в результате катастрофического столкновения двух тел размером около 355 километров. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Остаточный диск у молодых звезд представляет собой следующую после протопланетного диска фазу формирования планетарной системы. Диск содержит не очень много газа, зато большое количество пыли и обломков, образующихся при столкновении планетезималей, планет или астероидов. Исследование подобных объектов интересно для понимания связи процесса формирования планет с остаточными структурами в системе, таких как Главный пояс астероидов и Пояс Койпера в Солнечной системе.

Группа астрономов во главе с Андрашом Гаспаром (András Gáspár) из Аризонского университета опубликовала результаты анализа наблюдений за остаточным диском вокруг звезды Фомальгаут в среднем инфракрасном диапазоне при помощи инструмента MIRI «Джеймса Уэбба», а также данных наблюдений за диском телескопа «Хаббл» за 2020–2021 год.

Фомальгаут находится на раccтоянии 25 световых лет от Cолнца в созвездии Южной Рыбы и представляет собой очень яркую (светимость 16,6 солнечных) и молодую (возраст 440 миллионов лет) звезду, которая демонстрирует избыток инфракрасного излучения, объясняющийся присутствием околозвездного диска. Ранее считалось, что в диске есть планета, однако та оказалась облаком пыли от столкновения крупных объектов.

Внутренний диск простирается до 10 до 77–96 астрономических единиц от звезды, в в системе также наблюдается узкое внешнее кольцо, аналогичное Поясу Койпера. В диске также есть промежуточный пылевой пояс, который ограничен щелью, шириной 10 астрономических единиц, расположенной на удалении 78 астрономических единиц от звезды, и смещен относительно внешнего кольца. Щель может быть результатом возмущений со стороны невидимой планеты или активного пылеобразования.

Облако Фомальгаут b на изображении не видно, хотя известно, что оно находится в промежуточном поясе. Однако в диске заметна другая яркая деталь, названная Большим Пылевым Облаком. Эта круглая структура, по мнению ученых, состоит из холодной пыли и могло быть порождено мощным столкновением двух объектов радиусом 355 километров на скорости 360 метров в секунду, что дало бы 1,36 × 10⁻⁷ масс Земли в виде пыли миллиметрового радиуса.

Ранее мы рассказывали о том, как движение газа в протопланетном диске выдало три новорожденных планеты.