Космическая бабочка раскрыла тайны рождения Земли
Благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» исследователи заглянули в самое сердце туманности Бабочка и изучили, как собирается сырье для каменистых планет. Новые данные проясняют, как формируются планеты, похожие на Землю. В будущем это поможет найти пригодные для жизни миры.
Исследователи под руководством Микако Мацууры из Кардиффского университета изучили космическую пыль в центре туманности Бабочка (NGC 6302). Эта туманность находится на расстоянии около 3400 световых лет от нас в созвездии Скорпиона. Космическая пыль — это крошечные частицы минералов и органических веществ, которые служат строительными блоками для планет. С помощью телескопа «Уэбб» ученые смогли разглядеть в одном и том же месте сразу два типа такой пыли: упорядоченную и хаотичную. Результаты этой работы опубликованы в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Как объясняет Микако Мацуура, внутри туманности команда увидела и кристаллические частицы, похожие на крошечные драгоценные камни, и аморфную пыль, напоминающую сажу. Кристаллическая пыль формируется в спокойных условиях в течение долгого времени, а аморфная — в результате бурных и быстрых процессов. Обнаружить их рядом— это все равно что найти в одном месте и аккуратно сложенные кирпичи, и следы мощного взрыва. Это помогает понять, какие именно процессы влияют на создание материала для будущих планет.
Туманность Бабочка относится к классу планетарных туманностей. Вопреки названию, они не имеют ничего общего с планетами. Такое имя им дали астрономы несколько веков назад, потому что в их телескопы эти объекты выглядели как круглые диски планет. На самом деле планетарная туманность — это облако газа и пыли, которое сбрасывает в космос умирающая звезда, похожая на наше Солнце. Эта фаза в жизни звезды очень коротка и длится всего около 20 тысяч лет. Звезда в центре туманности Бабочка — одна из самых горячих в нашей галактике, ее температура достигает 220 000 градусов по Кельвину.
Астрономы показали темную туманность, скрывающую множество новых звезд
Своей формой туманность обязана плотному поясу из пыли и газа, который окружает центральную звезду. Этот пояс похож на бублик, который повернут к Земле боком. Он не дает веществу разлетаться равномерно во все стороны, поэтому газ вырывается в двух противоположных направлениях, образуя «крылья» бабочки. Новые данные с телескопа «Уэбб» показали, что этот пояс состоит из кристаллических силикатов, похожих на кварц, а также из довольно крупных по космическим меркам пылинок размером около одной миллионной метра. Это говорит о том, что они росли и накапливались очень долго.
Помимо этого, исследователи обнаружили в туманности струи железа и никеля, которые вырываются из центра в разные стороны. Также команда зафиксировала присутствие сложных углеродных молекул. Их называют полициклическими ароматическими углеводородами, или ПАУ. Их структура напоминает пчелиные соты. На Земле такие вещества можно найти в дыму от костра или в автомобильных выхлопах. Ученые считают, что эти молекулы образуются, когда пузырь звездного ветра от центральной звезды врезается в окружающий газ.
Чтобы получить такие подробные данные, ученые использовали не только телескоп «Уэбб», но и сеть радиотелескопов ALMA. Инструменты «Уэбба» позволили получить изображения на разных длинах волн одновременно и проанализировать около 200 спектральных линий. Каждая такая линия несет информацию о химическом составе и условиях в разных частях туманности. Благодаря высокой чувствительности телескопа в инфракрасном диапазоне исследователям также удалось точно определить местоположение центральной звезды. Раньше она была скрыта от наблюдателей с плотным облаком пыли и оставалась невидимой.
Фото M. Matsuura, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, M. Zamani (ESA/Webb)
