Космический парадокс: самые массивные звезды рождают мельчайшую пыль
Астрономы раскрыли неожиданный секрет звездных гигантов: умирая, они производят мельчайшую пыль – наночастицы, способные стать основой для новых миров. Открытие совершил студент Йельского университета.
Вселенная полна парадоксов, и один из них только что обнаружили астрономы. Оказалось, что самые крупные звезды, чья масса в десятки раз превышает солнечную, перед своей гибелью создают самые мелкие пылевые частицы. Это открытие, сделанное студентом Йельского университета Дунлинем Ву, не только меняет представления о механизмах звездной эволюции, но и помогает понять, как формируются строительные материалы для будущих планет.
Звездная пыль под микроскопом
Объектом исследования стала редкая двойная система WR 112. В ее центре — звезда типа Вольфа–Райе, исключительно горячее и нестабильное светило, находящееся на последней стадии своей короткой жизни, и ее компаньон. Такие пары — настоящие космические фабрики по производству пыли. Мощные звездные ветры сталкиваются, создавая плотные области, где газ остывает и формирует твердые частицы.
Дунлинь Ву, с детства очарованный звездами, получил уникальную возможность объединить данные двух самых совершенных инструментов современности: инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб» (NASA/ESA/CSA) и наземного комплекса ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), работающего в миллиметровом диапазоне.
Также читайте: Первое наблюдение защитного пузыря: астрономы исследуют звезду, похожую на наше Солнце
Почему не видно то, что должно быть видно в космосе
«Уэбб» ранее запечатлел вокруг WR 112 великолепные спиральные дуги пыли, ярко сияющие в инфракрасном свете. Однако когда Ву и его коллеги направили на систему ALMA, они столкнулись с загадкой: телескоп не зафиксировал никакого сигнала там, где по расчетам должна была находиться пыль.
Это молчание стало ключом к разгадке. Миллиметровые волны чувствительны к частицам определенного размера. Отсутствие сигнала означало, что пыль в системе либо слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить таким способом.
«Удивительно осознавать, что одни из самых массивных звезд во Вселенной производят одни из самых маленьких пылевых частиц перед своей гибелью», — прокомментировал Ву, проводивший исследование в рамках летней программы Калифорнийского технологического института.
Разница в масштабах поражает воображение: соотношение между размерами звезды-гиганта и рождаемых ею пылинок достигает порядка квинтиллиона к одному.
Две популяции космического пепла
Комбинируя данные «Уэбба» и ALMA, ученые выяснили точные параметры частиц. Большинство пылевых зерен в спиральных рукавах WR 112 имеют размер менее одного микрометра, а значительная часть — всего несколько нанометров в поперечнике. Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет около 80 тысяч нанометров.
Но самым неожиданным стало открытие двух различных популяций пыли. Наряду с преобладающими наночастицами, в системе присутствуют и более крупные зерна — около 0,1 микрометра.
Эта находка разрешила давнее противоречие: ранее астрономы наблюдали в похожих двойных системах либо только очень мелкие, либо только более крупные частицы. Теперь стало понятно, что они сосуществуют, но промежуточные по размеру зерна могут разрушаться или испаряться под воздействием жесткого излучения звезд.
Важность открытия
Система WR 112 — одна из самых продуктивных пылевых фабрик среди звезд Вольфа–Райе. Ежегодно она производит массу, эквивалентную трем лунным массам. Это означает, что такие объекты вносят колоссальный вклад в обогащение галактики углеродной пылью, которая впоследствии станет сырьем для формирования новых звезд и планет.
Понимание того, какого размера частицы выбрасываются в космос, критически важно для моделей звездной эволюции и планетообразования. Мелкая пыль ведет себя иначе, чем крупная: она дольше удерживается в межзвездной среде, по-разному взаимодействует с излучением и может быть более эффективным строительным материалом для зародышей планет.
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, открывает новую страницу в изучении жизненного цикла вещества во Вселенной и доказывает, что даже умирая, самые яркие звезды продолжают давать жизнь новым мирам.
Ранее на сайте «Пронедра» писали, что Межзвездная комета 3I/ATLAS «вскипела» после сближения с Солнцем
