James Webb обнаружил водяной и углекислый лёд в диске Beta Pictoris

Что произошло

В новом исследовании Science команда под руководством Sarah Betti из Space Telescope Science Institute использовала космический телескоп James Webb для поиска льда в диске вокруг Beta Pictoris.

Исследователи обнаружили водяной и углекислый лёд. Водяной лёд оказался стеклообразным и смешанным с углекислым, а не представленным отдельными зёрнами.

Что показали наблюдения

Beta Pictoris окружена обширным диском из пыли и обломков, где продолжают формироваться планеты; астрономы уже обнаружили три планеты. Диск виден почти точно с ребра и считается удобной лабораторией для изучения роста планетных систем.

NIRSpec записывал полный спектр для каждой точки изображения в диапазоне от 0,6 до 5,2 микрометра. После удаления яркого света звезды команда измерила, как пыль диска отражает свет на разных длинах волн.

Спектры с двух участков по разные стороны звезды показали воду и углекислый газ, включая более редкую форму с изотопом углерода-13. Особенности углекислого льда были смещены к более коротким длинам волн и заметно шире, чем у чистого углекислого льда в лабораторных измерениях.

Почему это важно

Состав льда соответствует сценарию, при котором молекулы углекислого газа заключены внутри водяного льда. Такая смесь может дольше сохраняться под воздействием ультрафиолетового излучения звезды, чем небольшие зёрна чистого льда.

Результат указывает, что необходимые для формирования богатых водой миров ингредиенты могут быть распространены вокруг молодых звёзд.

Контекст

Внешние части диска достаточно удалены от звезды, чтобы вода и другие летучие молекулы замерзали. При этом диск содержит большой запас угарного газа, который ультрафиолетовое излучение звезды должно уничтожить за 50–300 лет.

Предыдущие попытки обнаружить водяной пар не дали результата, а поиск характерного провала в свете звезды на длине волны 3 микрометра также оказался безуспешным. Теоретические модели объясняли это тем, что ультрафиолет быстрее разрушает зёрна чистого льда, чем столкновения успевают их производить.