Publication cover
Большой взрыв

«Уэбб» обнаружил неон в молодой звёздной системе

20 ноября 2023 года, 15:11

Международная группа ученых с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» подтвердила давние наблюдения телескопа NASA «Спитцер», обнаружив следы неона в протопланетном диске вокруг молодой солнцеподобной звезды SZ Cha. При этом количество вещества значительно сократилось. Выяснилось, что это связано с изменением высокоэнергетического излучения внутри диска.

Небольшие различия в конкретных типах неона, обнаруженных «Спитцером» в 2008 году и «Уэббом» в этом году, выявили изменение высокоэнергетического излучения внутри протопланетного диска – ранее подобное явление не наблюдалось. Предположительно, такое изменение в высокоэнергетическом излучении в конечном итоге приведет к испарению протопланетного диска вокруг SZ Cha, что ограничит общее количество времени, необходимое планетам для формирования внутри диска. Неон служит индикатором того, сколько излучения попадает на протопланетный диск вокруг звезды и разрушает его, именно поэтому многие ученые ищут неон вокруг молодых звезд.

SZ Cha – это молодая звезда типа T-Тельца – таким же было Солнце 4,5 миллиарда лет назад, на заре солнечной системы. Наблюдения «Уэбба» в сочетании с данными «Спитцера» за 2008 год позволяют ученым лучше понять SZ Cha и будущее звездной системы, в которую она входит, а также дают представление о том, как могла выглядеть наша собственная солнечная система во время ее формирования.

Присутствие неона означает, что вышеупомянутое высокоэнергетическое излучение внутри диска SZ Cha производилось ультрафиолетовым светом, а не более распространенным рентгеновским излучением. Это было единственное обнаружение неона в выборке из 50-60 протопланетных дисков звезд, что сделало разницу в ультрафиолетовом и рентгеновском излучении еще более существенной для планет в пределах диска SZ Cha и времени жизни диска в целом. 

«Планеты, по сути, соревнуются со временем, чтобы сформироваться на диске до того, как он испарится. В компьютерных моделях развивающихся систем экстремальное ультрафиолетовое излучение обеспечивает формирование планет на 1 миллион лет дольше, чем если бы испарение было вызвано преимущественно рентгеновскими лучами», - пояснил Танавут Танатибоди из Бостонского университета.

Однако теперь «Уэбб» обнаружил, что неона, обнаруженного «Спитцером» в протопланетном диске SZ Cha практически не осталось. Скорее всего, это было связано с преобладанием рентгеновского излучения внутри диска. Ученые предполагают, что следы неона внутри диска создавали переменный ветер, который поглотил ультрафиолетовый свет, а значит – остались только рентгеновские лучи, которые бьют по диску. Такие типы ветров не редкость в формирующихся звездных системах с энергичными звездами в ядре, но иногда наступает период затишья, когда ветры на диске отсутствуют. Именно в этот спокойный период «Спитцер» и наблюдал присутствие неона в диске в 2008 году.

Открытие переменного ветра и исчезновение неона из системы были лишь двумя из многих загадок звезды SZ Cha. Ученые планируют использовать «Уэбб» и другие телескопы для дальнейших наблюдений в различных длинах волн света, таких как рентгеновские лучи и видимый свет, чтобы узнать, с чем связана обнаруженная изменчивость. «Вполне возможно, что краткие спокойные периоды, в которых преобладает экстремальное ультрафиолетовое излучение, распространены во многих молодых планетных системах, но мы просто не смогли их уловить», - считают исследователи.