NASA изучает уникальные пылевые диски вокруг молодых звезд: что говорят столкновения планетных тел

Исследования телескопа James Webb

Как сообщает НВ — Техно: С помощью космического телескопа James Webb NASA исследует 21 редкую пылевую систему, окружающую молодые звезды. Учёные выявили три отличительные особенности экстремальных обломочных дисков, связанных со столкновениями планетных объектов. Эти данные имеют ключевое значение для понимания процессов формирования Солнечной системы и событий, которые, возможно, привели к появлению нашего Луны.

Изучение включало наблюдения пяти объектов телескопом Spitzer и 16 систем, исследованных обсерваторией Webb. Из них 12 систем были впервые рассмотрены с помощью Webb, а четыре - повторно, после предыдущих наблюдений Spitzer. В ходе анализа были выявлены три основные черты экстремальных обломочных дисков:

• пыль имеет более мелкую структуру по сравнению с обычной;
• присутствует значительное количество тёплого материала;
• яркость дисков изменяется нерегулярно.

Учёные также обнаружили, что минеральный состав пыли в этих дисках делится на две категории: с высоким содержанием кремнезёма и с низким. Примерно треть исследованных систем характеризуется большим количеством кремнезёмного материала, что, по предварительным данным, указывает на формирование после масштабных столкновений тел размером с Марс. В то же время две трети дисков содержат меньше кремнезёма, что связано с менее энергичными соударениями, например, скользящими ударами объектов размером с Луну.

Диски, богатые кремнезёмом, обнаружены исключительно у молодых звёзд возрастом до 300 миллионов лет. Напротив, диски с низким содержанием кремнезёма встречаются в более широком возрастном диапазоне и демонстрируют более резкие изменения инфракрасной яркости. Возраст кремнезёмных дисков совпадает с периодом активного формирования каменистых планет в нашей системе - Земля и Луна сформировались примерно через 100 миллионов лет после рождения Солнца.

Теория позднего тяжёлого бомбардирования

Согласно гипотезе позднего тяжёлого бомбардирования, более старые диски связаны с изменениями орбит гигантских планет и многочисленными столкновениями в системе. Для подтверждения этой теории требуются дополнительные наблюдения. Известно, что столкновение Земли с телом размером с Марс, известным как Тейя, могло привести к формированию Луны. В результате этого удара значительная часть пород могла испариться и оказаться в космосе. Исследования при помощи James Webb открывают новые возможности для изучения формирования планетных систем.

Работа, проводимая с использованием телескопа James Webb, обещает значительно расширить знания о процессах, происходивших в ранней Солнечной системе. Выявленные характеристики обломочных дисков предоставляют учёным новые инструменты для понимания механизмов планетообразования и проверки существующих моделей, включая теорию позднего тяжёлого бомбардирования. Анализ этих редких систем также способствует углублению представлений о строении и развитии других планетных систем в нашей галактике, что особенно важно для астрономов и планетологов в России и других странах СНГ. В рамках изучения процессов формирования планетных систем, также интерес представляют события, связанные с ударами и столкновениями в космосе. Например, недавно ученые обнаружили ударную волну около белого карлика RXJ0528+2838, которая существует более тысячи лет. Это открытие может дать дополнительные подсказки о динамике взаимодействий в космосе и их последствиях для формирования небесных тел.