Космічний телескоп James Webb представив черговий науковий шедевр, який став «Світлиною місяця». Цього разу в об’єктив найпотужнішої космічної обсерваторії потрапили два надзвичайні об’єкти — протопланетні диски Tau 042021 та Oph 163131. Ці структури, що нагадують яскраві веселкові дзиґи, які ширяють у безмежній темряві, є місцями, де прямо зараз формуються нові сонячні системи.
Об’єкти, зафіксовані телескопом, розташовані у відносному сусідстві з нами за космічними мірками. Диск Tau 042021 (також відомий як 2MASS J04202144+2813491) перебуває на відстані близько 450 світлових років від Землі в сузір’ї Тельця. Його «колега» Oph 163131 (2MASS J16313124-2426281) розташований трохи далі — за 480 світлових років у сузір’ї Змієносця.
Для астрономів ці об’єкти є безцінними лабораторіями. Спостерігаючи за ними, ми ніби зазираємо в далеке минуле Сонячної системи, намагаючись зрозуміти, як 4,5 млрд років тому з хаосу газу та пилу виникли Земля, Марс чи Юпітер.
Рецепт приготування планети
Процес народження планетної системи починається з колапсу гігантської молекулярної хмари. Під дією власної гравітації щільне скупчення газу стискається, утворюючи в центрі молоду зорю. Проте не весь матеріал поглинається світилом. Частина газу та пилу залишається на орбіті, формуючи щільний, сплющений диск, що обертається навколо новонародженої зорі.
Саме тут починається справжня магія космічного будівництва. Мікроскопічні частинки пилу всередині диска постійно зіштовхуються та злипаються. Поступово вони утворюють більші об’єкти — планетезималі. Деякі з них виростають до розмірів повноцінних планет: газових гігантів або кам’янистих світів земного типу. Ті ж об’єкти, яким не вистачило маси або часу, залишаються астероїдами та кометами — «сміттям» космічного будівництва.
Цей етап триває недовго. Протягом кількох десятків мільйонів років потужне випромінювання молодої зорі буквально видуває залишки газу, що не перетворився на планети, й протопланетний диск зникає, залишаючи після себе сформовану систему.
Унікальний ракурс
Чому ж ці знімки такі особливі? Справа в орієнтації дисків відносно Землі. Космічний телескоп James Webb зафіксував їх саме тоді, коли вони розгорнуті до нас своїм краєм (edge-on).
Таке положення діє як природний фільтр: сам диск блокує сліпуче світло центральної зорі, яке інакше просто «засвітило» б усю картину. Завдяки цьому ми можемо бачити найдрібніший пил, що підіймається над і під площиною диска, утворюючи своєрідну туманність. Це світло, відбите від частинок пилу, створює дивовижний візуальний ефект, що робить ці об’єкти схожими на дзиґи. Розподіл цього пилу є ключовим фактором, що визначає, де саме у майбутній системі виникнуть планети та якого типу вони будуть.
Синергія технологій
Для створення цих детальних зображень була залучена ціла плеяда провідних інструментів. Основна робота була виконана камерами James Webb: NIRCam та MIRI. Завдяки здатності бачити в інфрачервоному спектрі, телескоп «прошиває» густі завіси пилу. Кольори на знімках — червоний, помаранчевий та зелений — це не просто краса, а картографія хімічного складу. Вони вказують на концентрацію молекул водню, оксиду вуглецю та складних органічних сполук — поліциклічних ароматичних вуглеводнів.
Проте картина була б неповною без допомоги інших обсерваторій. Дані з Hubble допомогли зафіксувати видиме світло, що відбивається від найдрібніших частинок пилу розміром у кілька мікрометрів. А спостереження за допомогою наземного радіотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) дозволили побачити великі зерна пилу міліметрового розміру, що зосереджені в самому центрі диска.
Ознаки невидимих світів
Найцікавіше відкриття чекало науковців під час аналізу об’єкта Oph 163131. Дані ALMA виявили чітку щілину у внутрішній частині диска. В астрономії це вважається «палаючим доказом» існування планети. Величезний об’єкт, що формується, своєю гравітацією буквально «пилососить» простір навколо себе, очищуючи свою орбіту від пилу та газу.
Таким чином, ми не просто бачимо гарні картинки космосу, ми спостерігаємо за механікою Всесвіту, що створює умови для появи нових світів, які, можливо, колись стануть домівкою для життя.
Раніше ми повідомляли про те, як Hubble виявив найменший протопланетний диск.
За матеріалами ESA
