«Джеймс Уэбб» рассмотрел «кошачий хвост» обломочного диска вокруг Беты Живописца

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» рассмотрел наклонный вторичный обломочный диск у молодой звезды Бета Живописца, концы которого образуют необычные изогнутые структуры. По мнению ученых структура в виде кошачьего хвоста и узловатая туманность рядом с ним возникли из-за недавнего события столкновения тел в диске. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Бета Живописца находится в 63 световых годах от Солнца, это одна из наиболее изученных планетных систем, а также первая система, чей диск был сфотографирован напрямую. Многочисленные наблюдения за ней выявили два обломочных диска вокруг звезды с возрастом около двадцати миллионов лет, один из которых наклонен по отношению к другому, а также две планеты: Бета Живописца b массой около 10 масс Юпитера и длиной большой полуоси орбиты 10 астрономических единиц и Бета Живописца c массой 9 масс Юпитера и длиной большой полуоси орбиты 2,7 астрономической единицы.

Одним из важных вопросов при исследовании дисков вокруг молодых звезд является влияние столкновений между протопланетами и планетезималями на эволюцию диска. В частности, такие события ответственны за генерацию пыли, однако неясно, могут ли отдельные столкновения повлиять на внешний вид диска. В этом плане Бета Живописца интересна тем, что ранее в ней были замечены свидетельства возможного события значительного пылеобразования в виде избытка инфракрасного излучения из юго-западной части диска.

Группа астрономов во главе с Изабель Реболлидо (Isabel Rebollido) из Астробиологического центра в Испании опубликовала результаты наблюдений за обломочными дисками при помощи приборов NIRCam и MIRI «Джеймса Уэбба» в декабре 2022 года и марте 2023 года.

Исследователи выявили две структуры, которые ранее не наблюдались. Первой стала «вилка» в северо-восточной части диска, которая наклонена к основному диску на 5,6 градуса и связана со вторичным диском, простирающимся до 340 астрономических единиц от звезды. Второй, получившая обозначение «кошачий хвост», берет начало из вторичного диска, затем изгибается на 45 градусов по отношению к основному диску, после чего вновь изгибается в районе кончика. Поверхностная яркость хвоста меняется примерно в пять раз от основания к кончику, как и у основного диска, он располагается на удалении от 125 до 265 астрономических единиц от звезды. Наблюдается также протяженная узловатая туманность на юго-западе и западе диска.

Ученые предложили модель, которая связывает вторичный диск с хвостом и туманностью, а также с ранее обнаруженным в диске сгустком угарного газа. Предполагается, что наклоненный вторичный диск возник в результате старых или до сих пор действующих процессов генерации пыли, а «кошачий хвост» и туманность возникли из-за недавних (около 100–200 лет назад) событий пылеобразования, связанных со столкновением крупных тел. При этом вторичный диск состоит, в основном, из пористых тугоплавких зерен, богатых органическими веществами, и горячее, чем основной диск.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые насчитали 30 новых экзокомет у Беты Живописца.