Космический телескоп James Webb представил очередной научный шедевр, который стал «Фотографией месяца». На этот раз в объектив самой мощной космической обсерватории попали два необыкновенных объекта — протопланетные диски Tau 042021 и Oph 163131. Эти структуры, напоминающие яркие радужные волчки, парящие в безграничной тьме, являются местами, где прямо сейчас формируются новые солнечные системы.
Объекты, зафиксированные телескопом, расположены в относительном соседстве с нами по космическим меркам. Диск Tau 042021 (также известный как 2MASS J04202144+2813491) находится на расстоянии около 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца. Его «коллега» Oph 163131 (2MASS J16313124-2426281) расположен чуть дальше — в 480 световых лет в созвездии Змееносца.
Для астрономов эти объекты являются бесценными лабораториями. Наблюдая за ними, мы как бы заглядываем в далекое прошлое Солнечной системы, пытаясь понять, как 4,5 млрд лет назад из хаоса газа и пыли возникли Земля, Марс или Юпитер.
Рецепт приготовления планеты
Процесс рождения планетной системы начинается с коллапса гигантского молекулярного облака. Под действием собственной гравитации плотное скопление газа сжимается, образуя в центре молодую звезду. Однако не весь материал поглощается светилом. Часть газа и пыли остается на орбите, формируя плотный, сплющенный диск, вращающийся вокруг новорожденной звезды.
Именно здесь начинается настоящая магия космического строительства. Микроскопические частицы пыли внутри диска постоянно сталкиваются и слипаются. Постепенно они образуют более крупные объекты — планетезимали. Некоторые из них вырастают до размеров полноценных планет: газовых гигантов или каменистых миров земного типа. Те же объекты, которым не хватило массы или времени, остаются астероидами и кометами — «мусором» космического строительства.
Этот этап длится недолго. В течение нескольких десятков миллионов лет мощное излучение молодой звезды буквально выдувает остатки газа, не превратившегося в планеты, и протопланетный диск исчезает, оставляя после себя сформировавшуюся систему.
Уникальный ракурс
Почему же эти снимки такие особенные? Дело в ориентации дисков относительно Земли. Космический телескоп James Webb зафиксировал их именно тогда, когда они повернуты к нам своим краем (edge-on).
Такое положение действует как естественный фильтр: сам диск блокирует ослепительный свет центральной звезды, который иначе просто «засветил» бы всю картину. Благодаря этому мы можем видеть мельчайшую пыль, поднимающуюся над и под плоскостью диска, образуя своеобразную туманность. Этот свет, отраженный от частиц пыли, создает удивительный визуальный эффект, делающий эти объекты похожими на волчки. Распределение этой пыли является ключевым фактором, определяющим, где именно в будущей системе возникнут планеты и какого типа они будут.
Синергия технологий
Для создания этих детальных изображений была задействована целая плеяда передовых инструментов. Основная работа была выполнена камерами James Webb: NIRCam и MIRI. Благодаря способности видеть в инфракрасном спектре, телескоп «прошивает» густые завесы пыли. Цвета на снимках — красный, оранжевый и зеленый — это не просто красота, а картография химического состава. Они указывают на концентрацию молекул водорода, оксида углерода и сложных органических соединений — полициклических ароматических углеводородов.
Однако картина была бы неполной без помощи других обсерваторий. Данные с Hubble помогли зафиксировать видимый свет, отражающийся от мельчайших частиц пыли размером в несколько микрометров. А наблюдения с помощью наземного радиотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) позволили увидеть крупные зерна пыли миллиметрового размера, сосредоточенные в самом центре диска.
Признаки невидимых миров
Самое интересное открытие ждало ученых во время анализа объекта Oph 163131. Данные ALMA выявили четкую щель во внутренней части диска. В астрономии это считается «огненным доказательством» существования планеты. Огромный формирующийся объект своей гравитацией буквально «пылесосит» пространство вокруг себя, очищая свою орбиту от пыли и газа.
Таким образом, мы не просто видим красивые картинки космоса, мы наблюдаем за механикой Вселенной, создающей условия для появления новых миров, которые, возможно, когда-нибудь станут домом для жизни.
Ранее мы сообщали о том, как Hubble обнаружил самый маленький протопланетный диск.
По материалам ESA
