Телескоп «Джеймс Уэбб» изучил «талию и крылья» космической «бабочки» (фото)

Съемка молодой звезды позволила космическому телескопу измерить диаметр и толщину протопланетного диска и визуализировать туманность вокруг звезды, давшую ей прозвище «звезды-бабочки».

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

В рамках нового проекта «Фото месяца» космический телескоп «Джеймс Уэбб» (NASA/ESA/CSA) предоставил новое фантастическое изображение IRAS 04302+2247 – планетообразующего диска, расположенного примерно в 525 световых годах от нас в темном облаке в созвездии Тельца. Это одна из активных зон звездообразования в галактике Млечный Путь. Благодаря уникальной разрешающей способности телескопа James Webb исследователи могут изучать свойства и рост пылевых частиц в протопланетных дисках, подобных этому, проливая свет на самые ранние стадии формирования планет.

В звездных колыбелях по всей галактике в гигантских облаках холодного газа формируются молодые звезды. По мере роста юных светил окружающий их газ собирается в узкие пылевые протопланетные диски. Это создает условия для формирования зародышей небесных тел (планетезималей), и наблюдения за далекими протопланетными дисками могут помочь исследователям понять, что происходило примерно 4,5 миллиарда лет назад в нашей Солнечной системе, когда вокруг молодого Солнца формировались Земля и другие планеты.

IRAS 04302+2247, или сокращенно IRAS 04302, — прекрасный пример протозвезды, которая все еще набирает массу из окружающего пространства. Она опоясана протопланетным диском, в котором формируются молодые планеты. «Джеймсу Уэббу» удалось измерить диаметр диска, составляющий 65 миллиардов километров (433 а.е.), что почти в 7,5 раза превышает диаметр орбиты Нептуна и немного больше диаметра нашего пояса Койпера (56 млрд км или 373 а.е.).

С точки зрения телескопа диск IRAS 04302 ориентирован ребром, поэтому мы видим его как узкую темную газопылевого полосу, которая блокирует свет от зарождающейся протозвезды в его центре. Этот газ и пыль служат источником формирования планет, создавая среду, в которой молодые планеты накапливают массу.

При наблюдении «плашмя» протопланетные диски могут иметь различную геометрию, представляясь в виде сплошных и прерывистых колец и спиралей. Это структурирование может быть признаком зарождения молодых планет или указывать на явления, еще не связанные с «готовыми» планетами, например на гравитационную нестабильность или на области, где концентрируются частицы пыли.

Вид диска IRAS 04302 с ребра позволяет оценить толщину пылевого диска. Пылинки мигрируют к средней плоскости диска, оседают там и образуют тонкий, плотный слой, способствующий формированию планет. Толщина диска служит показателем эффективности этого процесса.

Плотная полоса пылевого газа, проходящая вертикально по этому изображению, окутывает IRAS 04302, затмевая ее яркий свет, что позволяет «Джеймсу Уэббу» легче визуализировать тонкие структуры вокруг нее. В результате мы видим две прозрачные туманности по обе стороны диска. Они освещены центральной протозвездой и отражают ее свет сами ничего не излучая. Благодаря необычному виду двух отражающих туманностей IRAS 04302 получила прозвище «звезда-бабочка» (Butterfly Star).

Изображения IRAS 04302 получены с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и ее инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI) обсерватории James Webb, а также оптические данные, полученные с космического телескопа «Хаббл». Вместе эти мощные приборы рисуют захватывающую многоволновую картину места рождения новых далеких миров.

«Джеймс Уэбб» выявляет распределение мельчайших частиц пыли, а также отражение ближнего инфракрасного света от пылевого материала, простирающегося на большое расстояние от диска, в то время как «Хаббл» фокусируется на пылевой полосе, а также на сгустках, окружающих пыль. Они указывают на то, что звезда все еще собирает массу из своего окружения, а также выбрасывает излишки вещества и энергии в виде струй, перпендикулярных протопланетным дискам.

Наблюдения телескопа Уэбб за IRAS 04302 были проведены в рамках программы Webb GO № 2562 (исследователи Ф. Менар, К. Штапельфельдт). Эта программа исследует четыре протопланетных диска, расположенных с ребра к земному наблюдателю, с целью понять, как происходит эволюция пыли внутри этих дисков. Рост пылевых частиц в протопланетных дисках считается ключевым этапом на пути к формированию планет.

О том, как молодая звезда неосторожным джетом повредила собственный протопланетный диск, читайте в материале «Космический самострел» на портале Hi-Tech Mail.

• космос

Поделиться