Macskafarok az űrben

A Béta Pictoris 63 fényév távolságban lévő csillag, amelyet a déli félteke égboltján tudunk megfigyelni, ez volt az első olyan csillag körüli törmelékből álló korong, amelyet képesek voltunk megfigyelni. Később a csillag körül két exobolygóra is rábukkantak, és azt is sejtjük, hogy üstökösök léteznek ebben a bolygórendszerben. A rendszer már az 1980-as évektől fogva rabul ejtette a csillagászokat, de még a több évtizednyi vizsgálódás után is vannak meglepetései. A JWST infravörös tartományú megfigyelései szolgáltak izgalmas, új adatokkal.

A bolygórendszer törmelékkorongjának összetételéről sikerült friss információkat kinyerni, valamint egy macska farkára emlékeztető, különös nyúlványt is megfigyelhetünk a felvételen. A szakemberek szerint ez a macskafarok új keletű jelenség a Béta Pictoris rendszerében.

A fő porkorongon túl 2006-ban a Hubble-űrteleszkóp egy második, kissé ferdén álló korongot is azonosított a rendszerben. A csillagászok szerint e korongok a fiatal bolygórendszerben a bolygócsírák, üstökösök, kisbolygók közt lezajlott viharos ütközések hatására jöttek létre. A JWST friss felvételein sikerült azonosítani a törmelék eddig nem ismert összetevőit, illetve a macskafarkincára hasonlító szerkezetet is. A kutatásban az űrteleszkóp mindkét műszere, a NIRCam és a MIRI is készített felvételt, az infravörös kissé eltérő tartományaiban. Bár ugyanezekben a tartományokban már földi eszközökkel is figyelték a rendszert, ezek érzékenysége jóval kisebb volt, mint a JWST műszereié.

A porból álló macskafarkat csak a MIRI középső infravörös tartományú felvétele mutatta meg. A rendszer törmelékkorongjainak hőmérséklete eltér (a második a melegebb), ez feltehetően annak következménye, hogy az összetételük se azonos. A második porkorong és a porcica farka nagyon sötét lehet látható tartományban, ezért arra nem sok esély van, hogy azokat megpillanthassuk, emiatt is fontos az infravörös tartományú megfigyelés, amelyben pedig ragyog.

A kutatók azzal magyarázták a különbségeket, hogy a második porkorong anyaga hasonló lehet ahhoz, amit a Naprendszer kisbolygóinak és üstököseinek felszínén találni. Például a Bennu kisbolygóról nemrég hazaérkezett mintákról tudjuk, hogy elképesztően sötét színű és szénben gazdag – a MIRI mérései a β Pictoris második törmelékkorongját mutatták hasonlónak.

Természetesen felmerül a kérdés, hogy minek köszönheti alakját a porcica farka? Más csillagok körüli porkorongokra nem jellemzőek az efféle ívelt formák. A kutatók modellt készítettek, amelyekkel szimulálni tudták a kialakulásának különféle módozatait. Arra jutottak, bár még további tesztekre lesz szükség, mert az alakzat nagy valószínűséggel rendkívül fiatal, talán 100 éve jöhetett létre egy olyan esemény során, amelyben por termelődött, talán egy ütközés során.

Amikor egy efféle ütközés lezajlik és rengeteg por születik belőle, a por egy ideig az eredeti égitest pályáját követi majd apránként szétterjed. Aztán a csillag sugárzásának hatására a legkisebb, legkönnyebb szemcsék gyorsan kisodródnak, míg a nehezebbek csak lassabban, és így egy elnyúlt alakzat jön létre. A cicafarkinca jelentős görbülete azonban pusztán a rálátás szöge miatt ilyen nagy, a számítások szerint a valóságban jóval kisebb ívű az alakzat.

A becslések szerint a farkincát alkotó anyag annyi lehet, mint a Naprendszerben a fő kisbolygóöv egyik nagyobb méretű kisbolygójának anyaga, ám ez mintegy 16 milliárd kilométernyi területen oszlott el. A farkinca korát az alapján tudták kiszámítani, hogy szén-monoxidot találtak benne, ezt pedig a csillag sugárzása kb. 100 év alatt lebontja, vagyis ennél nem lehet idősebb az objektum.

A kutatásról készült tanulmányt az Astrophysical Journal fogja hamarosan közölni, addig preprintként olvasható.