Наблюдения высветили летучие процессы, формирующие звездные системы, подобные нашей, и позволили заглянуть в первобытные стадии формирования планет.

Бета Пикторис находится в том возрасте, когда формирование планет в зоне земных планет еще продолжается за счет столкновений с гигантскими астероидами, поэтому мы можем наблюдать, как в реальном времени формируются каменистые планеты и другие тела, — говорит Кристин Чен, астроном из Университета Джонса Хопкинса, возглавлявшая исследование.

Результаты исследования будут представлены сегодня на 244-м заседании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин.

Команда Чена обнаружила значительные изменения в энергетических сигнатурах, испускаемых пылевыми зернами вокруг Беты Пиктора, сравнив новые данные космического телескопа Джеймса Уэбба с наблюдениями космического телескопа Спитцер в 2004 и 2005 годах. Благодаря детальным измерениям «Уэбба» команда проследила состав и размер пылевых частиц именно в той области, которая ранее анализировалась „Спитцером“.

Ориентируясь на тепло, излучаемое кристаллическими силикатами — минералами, обычно встречающимися вокруг молодых звезд, а также на Земле и других небесных телах, — ученые не обнаружили никаких следов частиц, которые ранее наблюдались в 2004-05 годах. Это говорит о том, что около 20 лет назад произошло катаклизмическое столкновение астероидов и других объектов, в результате которого тела превратились в мелкую пыль, меньшую, чем пыльца или сахарная пудра, сказал Чен.

Мы думаем, что вся эта пыль — это то, что мы изначально видели в данных Спитцера в 2004 и 2005 годах, — сказал Чен, который также является астрономом в Научном институте космического телескопа.

С новыми данными «Уэбба» лучшее объяснение, которое у нас есть, — это то, что на самом деле мы наблюдали последствия редкого катаклизмического события между крупными телами размером с астероид, что ознаменовало полное изменение нашего понимания этой звездной системы.

По словам Чена, новые данные свидетельствуют о том, что пыль, которая была рассеяна излучением центральной звезды системы, больше не обнаруживается. Первоначально пыль вблизи звезды нагревалась и испускала тепловое излучение, которое определяли приборы «Спитцера». Теперь пыль, которая остыла по мере удаления от звезды, больше не излучает таких тепловых характеристик.

Когда «Спитцер» собирал предыдущие данные, ученые предполагали, что что-то вроде мелких тел, размалывающих пыль, будет постоянно перемешиваться и пополнять ее запасы с течением времени. Но новые наблюдения „Уэбба“ показывают, что пыль исчезла и не восполнилась. По словам Чена, количество поднятой пыли примерно в 100 000 раз превышает размер астероида, погубившего динозавров.

Бета Пикторис, расположенная примерно в 63 световых годах от Земли, давно привлекает внимание астрономов из-за своей близости и случайных процессов, в которых столкновения, космическая погода и другие факторы формирования планет будут диктовать судьбу системы.

В сравнении с нашей Солнечной системой, возраст которой составляет 4,5 миллиарда лет, возраст Бета Пикторис составляет всего 20 миллионов лет — это ключевой период, когда планеты-гиганты уже сформировались, но земные планеты еще могут развиваться. У нее есть как минимум два известных газовых гиганта, Beta Pic b и c, которые также влияют на окружающую пыль и обломки.

Мы пытаемся понять, обычный весь этот процесс формирования земных и гигантских планет или большая редкость, и что еще более важно — являются ли планетарные системы, подобные Солнечной, действительно редкими? — говорит соавтор исследования Кадин Уортен, докторант по астрофизике в Университете Джона Хопкинса.

По сути, мы пытаемся понять, насколько мы странные или обычные.

Новые открытия также подчеркивают непревзойденные возможности телескопа Уэбба по раскрытию тонкостей экзопланет и звездных систем, сообщает команда. Они дают ключ к разгадке того, как архитектура других солнечных систем похожа на нашу, и, вероятно, углубят понимание учеными того, как ранние потрясения влияют на атмосферы планет, содержание воды и другие ключевые аспекты обитаемости.

Большинство открытий JWST связано с тем, что телескоп обнаружил непосредственно, — заключает соавтор исследования Сисеро Лу (Cicero Lu), бывший докторант астрофизического факультета Университета Джонса Хопкинса.

В данном случае история немного отличается, потому что наши результаты получены благодаря тому, что JWST не видел.