Телескоп «Джеймс Уэбб» раскрыл тайну путешествия кристаллов в протопланетных дисках

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам раскрыть давнюю загадку о происхождении кристаллов силиката в ледяных кометах Солнечной системы. Наблюдая за молодой протозвездой EC 53 в туманности Змея, удалённой примерно на 1300 световых лет от Земли, учёные впервые чётко увидели, где и как образуются эти минералы, которые впоследствии попадают в холодные окраины планетных систем.

Благодаря инструменту MIRI, работающему в среднем инфракрасном диапазоне, исследователи установили, что кристаллы формируются во внутренней, горячей части протопланетного диска, окружающего звезду. Там, под воздействием высоких температур, такие материалы, как форстерит и энстатит, превращаются из аморфной пыли в кристаллические структуры. «Джеймс Уэбб» также зафиксировал мощные потоки газа и пыли, исходящие из диска, особенно в периоды повышенной активности звезды, когда она интенсивно поглощает окружающее вещество. Именно эти потоки действуют как естественный транспортный механизм, выталкивая образовавшиеся в горячих зонах кристаллы к холодным внешним регионам диска, где в будущем формируются кометы. Таким образом, наблюдения напрямую подтвердили гипотезу о перемещении кристаллов из внутренних областей протопланетного диска к его периферии.

Изучение EC 53, которая находится на очень ранней стадии развития, подобной стадии молодого Солнца, предоставило динамическую картину этого процесса. Учёные смогли сравнить состав и распределение пыли в диске как в спокойной фазе, так и в периодические фазы активности звезды, происходящие примерно каждые 18 месяцев. В активные фазы усиливаются выбросы и звёздные ветры, которые эффективно переносят кристаллические материалы. Это не только объясняет состав далёких комет, но и является ключевым механизмом для понимания эволюции протопланетных дисков и формирования планетных систем, подобной нашей. Согласно данным, EC 53 будет оставаться окружённой диском ещё около 100 тысяч лет, в течение которых процессы кристаллообразования и транспортировки будут продолжать формировать будущую планетную систему.