Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал в космическом пространстве явные следы мощных разрушительных столкновений в молодых звездных системах. Для этого группа астрономов исследовала особый класс систем, которые в профессиональной среде называют «экстремальными дисками обломков».

Художественное изображение масштабного столкновения планетных тел в пределах «экстремального диска обломков»; состав пыли в таком диске позволяет ученым делать конкретные выводы о процессе формирования каменистых планет. Изображение: NASA, ESA, CSA

Эти астрофизические структуры отличаются необычно большим количеством теплой пыли во внутренних зонах — на тех же расстояниях от звезды, на которых в нашей Солнечной системе обращаются планеты земной группы. Согласно текущим научным оценкам, лишь около одного процента наблюдаемых молодых звезд демонстрируют подобные признаки, указывающие на чрезвычайно динамичный ранний этап развития.

В рамках исследования группа ученых провела детальный анализ 21 такого экстремального диска обломков. Данные по 16 из проанализированных систем были получены непосредственно с космического телескопа «Джеймс Уэбб». Пять наборов данных были взяты из архивов уже завершившего свою работу космического телескопа «Спитцер». Благодаря столь обширной информационной базе удалось впервые четко определить подкласс так называемых «экстремальных» дисков обломков и отличить их от известных систем.

На основе собранных данных астрономы подтвердили наличие трех ключевых характеристик, свойственных всем этим экстремальным системам. Они содержат пылевые частицы значительно меньшего размера, чем классические диски, отличаются чрезвычайно высокой концентрацией теплой пыли, а также демонстрируют совершенно нерегулярные колебания яркости.

С помощью спектроскопии в среднем инфракрасном диапазоне исследованные системы удалось разделить на две конкретные минералогические категории. Исследователи классифицировали состав пылевых обломков, четко разделив диски на богатые диоксидом кремния и бедные им.

Одним из важнейших результатов исследования стало определение временных рамок этих космических событий в контексте жизненного цикла звезд. Телескопы обнаружили диски, богатые диоксидом кремния, исключительно вокруг звезд, возраст которых оценивается менее чем в 300 миллионов лет.

Этот временной интервал точно совпадает с общепринятыми астрофизическими моделями формирования планет земного типа. Известно, что нынешняя система Земли и Луны также сформировалась примерно через 100 миллионов лет после появления Солнца в результате столкновения с объектом размером с Марс.