Вебово инфрацрвено око открива чудну структуру прашине налик „мачјем репу“ у Бета пицторис-у

Нова запажања у инфрацрвеном светлу указују да се недавно догодио масивни судар

Од 1980-их, планетарни систем око звезде Бета Пицторис наставио је да фасцинира научнике. Чак и након деценија проучавања, они и даље чувају изненађења.

НАСА'с Свемирски телескоп Џејмс Веб Отворено је узбудљиво ново поглавље у причи о Бета Пиц, које укључује нове детаље о формирању дискова крхотина и никада раније виђеном трагу прашине који подсећа на мачји реп. Тим астронома претпоставља да је ова карактеристика релативно скорашњи додатак планетарном систему – реп који није стар колико време.

НАСА-ин свемирски телескоп Џејмс Веб снимио је звездани систем Бета Пицторис. Вебов МИРИ (средњи инфрацрвени инструмент) омогућио је тиму астронома да истражује састав примарних и секундарних дискова Бета Пица – потоњу функцију коју је претходно открио свемирски телескоп Хабл.
Неочекивано, Вебове инфрацрвене могућности су откриле нову карактеристику Бета Пиц система: вијугаву грану прашине која подсећа на облик мачјег репа. Овај реп, који је видљив само у МИРИ подацима, протеже се од југозападног дела секундарног диска за крхотине и процењује се да се протеже 10 милијарди миља.
Прашина која формира реп може бити слична материјалу који се налази на површинама комета и астероида у нашем Сунчевом систему. Потребно је више анализа да би се разумело порекло мачјег репа, иако тим верује да је за то одговоран догађај који ствара прашину – као што су судари између астероида, комета или планетезимала.
Кредит за слику: НАСА, ЕСА, ЦСА, СТСцИ, Кристофер Старк (НАСА-ГСФЦ), Келлен Лавсон (НАСА-ГСФЦ), Јенс Каммерер (ЕСО), Марсхалл Перрин (СТСцИ)

Веб свемирски телескоп детектује прашњави 'мачји реп' у систему Бета Пицтурис

Бета Пицтурис, млади планетарни систем удаљен само 63 светлосне године, наставља да интересује научнике чак и након деценија дубинског проучавања. Има први диск прашине икада снимљен око друге звезде, диск крхотина који је резултат судара између астероида, комета и малих планета. Белешке из НАСА-е Хуббле свемирски телескоп Открити а Други диск крхотина У овом систему, он је нагнут у односу на спољашњи диск, што је први пут виђено. Сада је тим астронома који користи НАСА-ин свемирски телескоп Џејмс Веб за снимање система Бета Пицторис (Бета Пиц) открио нову, никада раније виђену структуру.

Тим, предвођен Исабел Реболледо из Астробиолошког центра у Шпанији, користио је Вебов НИРЦам (блиска инфрацрвена камера) и МИРИ (средњи инфрацрвени инструмент) да истражи састав примарних и секундарних дискова отпада које је претходно открила Бета Пиц. Резултати су надмашили њихова очекивања, откривајући оштро нагнуту грану прашине, у облику мачјег репа, која се протеже од југозападног дела диска секундарног отпада.

„Бета Пицторис је диск крхотина који има све: има заиста светлу, блиску звезду коју можемо добро проучити, сложено звездано океанско окружење са вишекомпонентним диском, егзокометама и неколико снимљених егзопланета“, рекао је Реболедо. . Главни аутор студије. „Иако је било претходних посматрања са Земље у овом опсегу таласних дужина, они нису имали осетљивост и просторну резолуцију коју сада имамо код Веба, тако да нису открили ову особину.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=2вф24Фк74дИ
Ово је анимација која приказује формирање мачјег репа, како је претпоставио тим астронома. Ова структура, видљива у југозападном делу секундарног диска Бета Пица, процењује се да се простире на 10 милијарди миља.

Научници претпостављају да је мачји реп резултат догађаја који стварају прашину – као што је удар – који се догодио пре само сто година. У почетку, настала прашина прати исти орбитални правац као и њен извор, а затим почиње да се шири. Звездана светлост брже гура мање, ситније честице прашине од звезде, док се већа зрна не померају толико, стварајући траг прашине.

Из перспективе ивице, оштар нагиб мачјег репа је оптичка илузија. Наша перспектива у комбинацији са закривљеношћу репа ствара посматрани угао, док у стварности витице прашине напуштају диск само под нагибом од пет степени.

Кредит за слику: НАСА, ЕСА, ЦСА, СТСцИ, Ралпх Цравфорд (СТСцИ)

Слика звезде је побољшана коришћењем Веба

Чак и са Веббом, или ЈВСТ, гледање на Бета слику у правом опсегу таласних дужина – у овом случају, у средњем инфрацрвеном – било је кључно за откривање мачјег репа, јер се појављује само у МИРИ подацима. Вебови средњи инфрацрвени подаци такође су открили температурне разлике између два диска Бета Пица, што је вероватно због разлика у саставу.

„Нисмо очекивали да ће Веб открити да постоје две различите врсте материјала око Бета Пица, али МИРИ нам је јасно показао да је материјал са секундарног диска и мачјег репа топлији од главног диска“, рекао је Кристофер Старк, један од коаутора студије. – Аутор студије у НАСА-ином центру за свемирске летове Годард у Гринбелту, Мериленд. „Прашина која формира овај диск и реп мора да је веома тамна, тако да је не можемо лако видети на видљивим таласним дужинама – али у средњем инфрацрвеном спектру, она сија.“

Да би објаснили вишу температуру, тим је закључио да би прашина могла бити веома порозан „термички органски материјал“, сличан материјалу који се налази на површинама комета и астероида у нашем Сунчевом систему. На пример, прелиминарна анализа материјала узетог са астероида Бенну од стране НАСА Озирис Рекс Мисија је открила да је веома таман и богат угљеником, баш као што је МИРИ открио у Бета Пиц.

Верзија слике Бета Пицториса са коментарима снимљене Вебовим МИРИ (средњи инфрацрвени инструмент). Коронограф (црни круг и два мала диска) је коришћен да блокира светлост централне звезде. Неке карактеристике су истакнуте и класификоване.
Бела линија је нацртана изнад наранџастог главног диска за отпатке и назива се „ниво главног диска“. Танак плаво-зелени диск је нагнут око пет степени у смеру супротном од казаљке на сату у односу на наранџасти примарни диск и означен је плаво-зеленом линијом која се назива „проширени секундарни диск“. Нешто сиве материје сакупљене близу центра формира закривљену црту у горњем десном углу, која је означена жутом линијом која се зове „мачји реп“.
Линија скале показује да Бета Пиц дискови обухватају стотине астрономских јединица (АЈ), при чему једна АЈ представља просечну удаљеност између Земље и Сунца. (У нашем соларном систему, Нептун кружи на удаљености од 30 АЈ од Сунца.) На овој слици, светлост на 15,5 микрона је цијан, а 23 микрона је наранџаста (филтри Ф1550Ц и Ф2300Ц, респективно).
Кредит за слику: НАСА, ЕСА, ЦСА, СТСцИ, Кристофер Старк (НАСА-ГСФЦ), Келлен Лавсон (НАСА-ГСФЦ), Јенс Каммерер (ЕСО), Марсхалл Перрин (СТСцИ)

Загонетни почетак репа захтева будућа истраживања

Међутим, остаје велико питање: шта би могло објаснити облик мачјег репа, јединствено закривљену особину за разлику од онога што се види на дисковима око других звезда?

Реболледо и тим су осмислили различите сценарије у покушају да опонашају мачји реп и открију његово порекло. Иако је потребно више истраживања и тестирања, тим представља снажну хипотезу да је мачји реп резултат догађаја који стварају прашину који се догодио пре само сто година.

„Нешто се дешава — попут судара — и ствара се много прашине“, каже Маршал Перин, коаутор студије на Научном институту за свемирски телескоп у Балтимору, Мериленд. „Прво прашина путује у истом орбиталном правцу као и њен извор, али такође почиње да се шири. Светлост са звезде брже гура мање, ситније честице прашине од звезде, док се већа зрна не померају толико, стварајући дугачке витице прашине.” .

„Особа мачјег репа је прилично необична, а закривљеност је било тешко репродуковати у динамичком моделу“, објаснио је Старк. „Наш модел захтева прашину која се може врло брзо избацити из система, што опет сугерише да је направљена од ватросталне органске материје.

Илустративна слика система звезда Бета Пицторис снимљена Вебовим МИРИ (средњи инфрацрвени инструмент), са стрелицама компаса, скалом и кључем у боји за референцу.
Стрелице северне и источне компаса показују правац слике на небу. Приметите да је однос између севера и истока на небу (гледано одоздо) обрнут у односу на стрелице смера на Земљиној мапи (гледано одозго).
Линија скале је означена у астрономским јединицама и лучним секундама. Једна АЈ је просечна удаљеност између Земље и Сунца. (У нашем соларном систему, Нептун кружи на удаљености од 30 астрономских јединица од Сунца.) Лучне секунде су мера угаоне удаљености на небу. Једна лучна секунда је једнака 1/3600 једног степена лука. (Угаони пречник Месеца је око 0,5 степени.) Стварна величина објекта који покрива једну лучну секунду на небу зависи од његове удаљености од телескопа.
Ова слика приказује невидљиве средње инфрацрвене таласне дужине преведене у боје видљиве светлости. Тастер у боји показује који су МИРИ филтери коришћени приликом прикупљања светлости. Боја сваког назива филтера је боја видљиве светлости која се користи за представљање инфрацрвене светлости која пролази кроз тај филтер.
Кредит за слику: НАСА, ЕСА, ЦСА, СТСцИ, Кристофер Старк (НАСА-ГСФЦ), Келлен Лавсон (НАСА-ГСФЦ), Јенс Каммерер (ЕСО), Марсхалл Перрин (СТСцИ)

Модел који преферира тим објашњава оштар угао репа од пака као једноставну оптичку илузију. Наша перспектива са закривљеним обликом репа ствара посматрани угао репа, када у стварности, лук материје само излази из диска под нагибом од пет степени. Узимајући у обзир сјај репа, тим процењује да је количина прашине унутар мачјег репа еквивалентна великом главном астероидном појасу који се простире на 10 милијарди миља.

Недавни догађај производње прашине унутар Бета Пиц-ових дискова са остацима такође би могао да објасни ново уочено асиметрично проширење нагнутог унутрашњег диска, као што је приказано у МИРИ подацима и види се само на страни супротној од репа. Недавна производња ударне прашине такође може бити одговорна за карактеристике које су претходно приметили Атацама велики милиметарски/субмилиметарски низ 2014: Маса угљен моноксида (ЦО) која се налази близу репа мачке. Пошто зрачење звезде мора да разгради угљен-диоксид у року од стотину година, концентрација гаса која је још присутна могла би да буде преживели доказ истог догађаја.

„Наше истраживање сугерише да је Бета слика можда активнија и хаотичнија него што смо раније мислили“, рекао је Старк. „Свемирски телескоп Џејмс Веб наставља да нас изненађује, чак и када посматрамо добро проучене објекте. Имамо потпуно нови прозор на овим планетарним системима.“

Ови резултати су представљени на конференцији за новинаре на 243. састанку Америчког астрономског друштва у Њу Орлеансу, Луизијана.

Запажања су узета као део Програма праћења гарантованог времена 1411.

Свемирски телескоп Џејмс Веб је водећа светска опсерваторија свемирске науке. Веб решава мистерије нашег соларног система, гледа даље од удаљених светова око других звезда и истражује мистериозне структуре и порекло нашег универзума и нашег места у њему. ВЕБ је међународни програм који води НАСА са својим партнерима Европском свемирском агенцијом (ЕСА).Европска свемирска агенција) и Канадска свемирска агенција.