ТИПИЧНЫЕ СИГНАЛЫ ОТ ЭКЗОКОМЕТОВ: НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ JWST
Новейшие исследования, проведенные на борту космического телескопа James Webb (JWST), принесли важные и совершенно неожиданные результаты о химическом составе протопланетного диска вокруг звезды HD 131488. Научная работа, опубликованная в формате предпечати, описывает первое обнаружение ультрафиолетово-флуоресцентного угарного газа в этом диске и его значение для формирования планет.
HD 131488: МОЛОДАЯ ЗВЕЗДА В ЦЕНТУРЕ
HD 131488 — это молодая звезда, возраст которой составляет около 15 миллионов лет, расположенная в подгруппе Уверх Центавра Лупус, примерно в 500 световых годах от Земли. Эта звезда, классифицируемая как "ранняя A-типовая", обладает высокой температурой и массой, значительно превышающей солнечные. Исследования, проведенные обсерваторией ALMA, уже ранее указывали на наличие массивного количества "холодного" угарного газа и пыли на расстоянии 30-100 астрономических единиц (AU) от звезды.
Данные из инфракрасных наблюдений обсерватории Gemini и NASA Infrared Telescope Facility (IRTF) указывали на возможное присутствие горячей пыли и твердых характеристик в внутренней зоне диска. Оптические исследования также предполагали наличие "горячего атомного газа", такого как кальций и калий, что говорит о сложной химии интерьера диска.
РАЗГАДКА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА
Главное открытие JWST связано с анализом инфракрасного спектра, в ходе которого телескоп зафиксировал небольшое количество "тёплого" угарного газа, которое составило приблизительно одну стотысячную массу холодного газа в внешнем диске. Этот газ находился на расстоянии от 0,5 до 10 AU от звезды и продемонстрировал интересные характеристики.
Различие между "вибрационной" и "ротационной" температурами газа показала, что молекулы CO не находятся в термальном равновесии. Для указанных самых высоких значений ротационная температура достигает 8800К, в то время как вибрационная температура не превышает 450К. Это говорит о том, что молекулы флуоресцируют и выглядят "теплыми".
ЭКЗОКОМЕТЫ В ПРОТОПЛАНЕТНОМ ДИСКЕ
Исследования также показали высокий коэффициент соотношения углерода-12 и углерода-13, что может указывать на наличие пылинок в редком горячем газе, которые блокируют свет. Для их свечения угарному газу требуются "коллизионные партнеры" — молекулы, с которыми он взаимодействует, распределяя часть своей энергии. В данной работе исследовали две потенциальные возможности — водород и водяной пар, вероятно, образовавшийся в результате разрушения комет.
Подход, основанный на предположении о влиянии экзокомет на диски, указывает на возможность второго типа процесса формирования таких дисков, который предполагает, что газ постоянно восстанавливается за счет разрушения комет. Это открытие утверждает информацию о возможности высоких значений "металлическости" у планет, сформировавшихся в "земельной зоне", где наблюдается недостаток водорода, отличие от традиционных водородных образований.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Открытия, сделанные JWST, являются важной вехой в понимании формирования звездных систем и дисков в экзопланетарных системах. Предстоящие исследования с использованием JWST и других методов должны продолжить углублять наше представление о механизмах, определяющих химический состав и эволюцию протопланетных дисков.
