Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил остаточный диск у красного карлика TWA 20
Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) продолжает раскрывать тайны Вселенной, демонстрируя свои уникальные возможности в исследовании объектов, которые прежде оставались недоступными для детального изучения. Одним из таких впечатляющих открытий стало обнаружение гигантского кольца пыли и обломков вокруг близлежащей молодой звезды. Это достижение не только расширяет наши знания о процессе формирования планетных систем, но и подчеркивает чувствительность Уэбба в наблюдении за тусклыми и холодными объектами, открывая новую главу в астрономии.
Международная группа астрономов под руководством Скайлера Палатника из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) телескопа JWST для пристального изучения звезды TWA 20. Это тусклая звезда, относящаяся к распространенному спектральному классу M-карликов (красный карлик), расположенная в относительной близости от нас, на расстоянии около 261,5 световых лет.
Несмотря на свою молодость — возраст звезды оценивается всего в 10 миллионов лет — она уже стала объектом пристального внимания ученых. В результате коронографических наблюдений, проведенных в июне 2024 года в рамках обзора GO 4050, астрономам удалось обнаружить и детально изучить большой остаточный диск вокруг TWA 20. Открытие, о котором сообщается в статье на сервере препринтов arXiv, проливает свет на одну из ключевых фаз эволюции планетных систем.
Остаточные диски, такие как обнаруженный вокруг TWA 20, представляют собой динамичные и сложные структуры. Это не просто инертные облака пыли; это скопления малых тел, включающие астероиды, кометы и бесчисленные пылевые обломки микронных размеров. Они являются естественным этапом в жизни многих звезд, следующей за фазой протопланетного диска, и их состав может служить уникальной летописью, рассказывающей о том, из чего формируются кометы, планетезимали и другие тела в других системах. Исследование таких дисков позволяет астрономам заглянуть в прошлое нашей собственной Солнечной системы и понять общие закономерности ее эволюции.
Анализ данных, полученных JWST и обработанных с использованием передовых методов референтной дифференциальной визуализации (RDI) и модельно-ограниченной RDI (MCRDI), позволил с высокой точностью определить параметры вновь обнаруженного диска. Он оказался впечатляюще большим: его радиус составляет 64,7 астрономических единицы, что почти в два раза больше, чем расстояние от Солнца до Нептуна.
Характеристики остаточного диска делают его третьим по величине среди известных дисков вокруг звезд класса М и одним из всего шести разрешенных в рассеянном свете дисков у красных карликов. Особенно интригующим является тот факт, что у TWA 20 не зафиксирован избыток инфракрасного излучения, что ставит его в один ряд лишь с одним другим аналогичным объектом, делая систему особенно ценной для последующего изучения.
Сравнение свойств диска TWA 20 с другими дисками вокруг М-карликов показало, что его радиус и яркость вполне типичны для этого класса объектов. Это указывает на то, что процессы формирования и эволюции планетных систем вокруг самых распространенных звезд во Вселенной могут протекать по сходным сценариям, приводя к созданию масштабных резервуаров малых тел.
Кроме того, тщательный анализ данных не выявил в системе никаких признаков массивного спутника. Собранная информация с высокой долей вероятности исключает наличие в системе объекта с массой Юпитера на расстояниях более 48 астрономических единиц от звезды, что сужает круг возможных сценариев, объясняющих структуру диска.
Подводя итоги, авторы открытия подчеркивают, что оно наглядно демонстрирует революционные возможности телескопа JWST. Его беспрецедентная чувствительность позволяет, наконец, систематически изучать остаточные диски вокруг звезд с низкой светимостью, таких как М-карлики, которые исторически были крайне трудными мишенями для наблюдений из-за их низкой светимости.