Астрономы выяснили, откуда в нашей галактике берется углеродная пыль
Астрономы изучили звездную систему WR 112 и выяснили: умирающая звезда вместе со спутником ежегодно выбрасывает в космос огромные количества пыли, но почти вся она состоит из частиц размером всего в несколько нанометров. Эти микроскопические частицы позже становятся сырьем для новых звезд и планет.
Объект исследования — WR 112, двойная система, где вокруг обычной горячей звезды вращается звезда типа Вольфа — Райе. Это один из последних этапов жизни очень массивных светил: они уже потеряли большую часть оболочки, и вещество непрерывно уносится от звезды мощными звездными ветрами.
Каждая из двух звезд выбрасывает собственный звездный ветер. Когда эти потоки сталкиваются, между ними образуется плотная область, где газ быстро остывает. Там из газа начинают формироваться твердые частицы пыли. Затем излучение звезд подхватывает частицы и выбрасывает их в межзвездное пространство. Со стороны вокруг пары звезд видна спираль пыли.
Исследователи сравнили наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» (он видит теплую пыль в инфракрасном диапазоне) и наземной обсерватории ALMA в Чили, работающей на миллиметровых волнах. Данные двух инструментов не совпали: «Уэбб» четко показал спиральные облака пыли, а ALMA почти ничего не зарегистрировала.
Именно это расхождение помогло понять природу пыли. Миллиметровые радиотелескопы лучше всего замечают относительно крупные пылинки. Если ALMA их почти не регистрирует, значит основная часть пыли слишком мала для такого диапазона. Расчеты показали: большинство частиц в WR 112 меньше микрометра, а основная масса — вообще нанометрового размера, то есть сопоставима по размеру с крупными молекулами.
При этом нашлась и вторая популяция — примерно в сто раз крупнее, около 0,1 мкм. Именно из-за смешения двух типов пыли астрономы десятилетиями получали несовместимые результаты, когда изучали похожие системы: одни наблюдения фиксировали только мелкие частицы, другие — только более крупные.
Отсутствие частиц промежуточного размера тоже объяснимо. Вблизи звезд действует интенсивное ультрафиолетовое излучение и ударные волны, поэтому такие частицы либо испаряются, либо разрушаются при столкновениях. Выживают либо совсем маленькие, либо уже достаточно крупные.
WR 112 ежегодно выбрасывает количество углеродной пыли, сравнимое по массе примерно с тремя лунами Земли. Такие частицы пополняют межзвездное вещество и со временем входят в состав новых планетных систем. Часть твердого материала каменистых планет может возникать именно в оболочках умирающих массивных звезд.
Планеты, формирующиеся у других звезд, называют экзопланетами — о том, какими они бывают и как их находят, мы рассказывали в отдельном материале.
Источник обложки: NSF/AUI NRAO/M. Weiss
Самое популярное
