Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил аномалию: в диске звезды HD 106906 нет следов планет-гигантов

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые детально изучил структуру и состав пылевого диска вокруг молодой звезды HD 106906, расположенной в 336 световых годах от Земли. Это исследование поставило под сомнение прежние теории о формировании планетных систем.

С помощью инструмента MIRI, работающего в среднем инфракрасном диапазоне, учёные зафиксировали тепловое излучение пыли. Наблюдения на длинах волн 11.3 и 15.5 микрометров показали, что диск не имеет ожидаемой «пустоты» в центре, которую обычно оставляют массивные планеты. Вместо этого плотность пыли плавно увеличивается к звезде, достигая пика на расстоянии 70 астрономических единиц (а.е.) — примерно вдвое дальше, чем орбита Плутона. За этим радиусом пыль быстро исчезает, образуя резкую границу.

Анализ данных выявил два типа пылевых частиц: силикатные размером от 0.45 микрометров (тоньше человеческого волоса) до 10 микрометров и графитовые — от 0.65 микрометров. Такое распределение соответствует теории «выдувания» мелкой пыли излучением звезды. Общая масса пыли, видимой в инфракрасном диапазоне, составила 0.003–0.005 масс Земли, но если учесть более крупные частицы размером до сантиметра (их изучают радиотелескопы вроде ALMA), то масса возрастает до 0.1–0.16 земных — достаточно для формирования будущих планет.

Температурная карта диска оказалась неоднородной: от 40 Кельвинов (–233°C) на окраине до 130 К (–143°C) ближе к звезде. Такой перепад может влиять на образование ледяных оболочек вокруг пылинок — ключевого этапа в рождении комет. Любопытной деталью стали слабые спиралевидные структуры на краях диска, возможно, вызванные гравитацией далёкой планеты HD 106906 b или двойной звезды в центре системы.

Ранее считалось, что внутренняя полость диска в ближнем инфракрасном диапазоне — следствие влияния невидимой планеты. Однако JWST показал, что эта область заполнена мелкой пылью, невидимой для других инструментов. Это ставит вопрос: куда исчезли крупные объекты, которые должны были её «вычистить»? Учёные предполагают, что формирование планет здесь ещё не завершено, либо на систему повлияли внешние силы — например, пролёт соседней звезды миллионы лет назад.

Перспективы исследований HD 106906 с помощью JWST обещают новые открытия. Уже сейчас чувствительность MIRI позволяет искать планеты на окраинах диска, а будущие наблюдения помогут отследить динамику пыли и влияние на неё экзопланеты-гиганта HD 106906 b. Понимание таких систем прольёт свет на ранние этапы эволюции Солнечной системы и ответит на вопрос, насколько уникальна наша Солнечная система.

 Источник: arXiv