James Webb виявив у диску Beta Pictoris лід міжзоряного походження
Телескоп James Webb виявив водяний і вуглекислий лід міжзоряного походження в диску навколо Beta Pictoris.
Космічний телескоп James Webb виявив водяний і вуглекислий лід у диску пилу та уламків навколо молодої зорі Beta Pictoris, що розташована приблизно за 64 світлові роки від Землі. Дослідники дійшли висновку, що цей лід, імовірно, утворився в міжзоряному середовищі ще до формування планетної системи.
Про результати дослідження, опублікованого в журналі Science, повідомляє Ars Technica. Beta Pictoris має вік близько 20 мільйонів років; навколо неї міститься великий диск, у якому вже виявили три планети.
Вода і вуглекислий газ у спільній суміші
Спостереження провели 7 грудня 2023 року за допомогою спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону NIRSpec. Після віднімання яскравого світла зорі науковці виміряли спектр світла, відбитого пилом диска, на довжинах хвиль від 0,6 до 5,2 мікрометра.
У спектрах з обох боків від зорі, приблизно за 100 астрономічних одиниць від неї, зафіксували ознаки водяного та вуглекислого льоду. Властивості спектральних ліній свідчать, що молекули вуглекислого газу містяться всередині водяного льоду, а не в окремих крижаних частинках. Частка вуглекислого газу становить трохи більш як одну молекулу на десять молекул води — близько 11% льоду.
Це значення входить у діапазон 2,5–30%, виміряний у кометах Сонячної системи, а також у межі 7–20%, які спостерігали в льоді дисків навколо інших новонароджених зір.
Аморфна структура льоду
Водяний лід у диску виявився переважно аморфним — невпорядкованим, подібним до скла твердим матеріалом. У його спектрі не виявили виразного піка, характерного для кристалічного льоду. За оцінкою авторів роботи, частка кристалічного водяного льоду в системі не перевищує 7%.
Аморфний лід утворюється за дуже низьких температур, коли молекули води швидко замерзають без формування впорядкованої кристалічної решітки. Щоб зберігати таку структуру, він має лишатися холоднішим приблизно за 100 кельвінів, або мінус 173 градуси Цельсія; альтернативно кристалічну структуру можуть руйнувати ультрафіолетове випромінювання, космічні промені чи потоки частинок від зорі.
Рівномірний розподіл льоду в диску, на думку команди, потребує частих зіткнень планетезималей. Такі зіткнення можуть вивільняти свіжий крижаний пил, зокрема матеріал, який був захищений усередині малих тіл, і поповнювати запаси льоду, що руйнується під дією випромінювання.
