A tőlünk mindössze 63 fényévre, a déli égbolt Pictor (Festő) csillagképében található beta Pictoris (beta Pic) csillag és rendszere az 1980-as évek óta elkápráztatja a csillagászokat, és még mindig tartogat meglepetéseket. A James Webb-űrtávcsővel most egy újabb különleges képződményt fedeztek fel a kutatók a csillag környezetében.

A beta Pic egy fiatal csillag bolygórendszerrel. Ez volt az első olyan csillag, ami mellett sikerült lefényképezni az ott keringő kisbolygók, üstökösök és bolygókezdemények ütközéseiből származó törmelékből álló porkorongot. A Hubble-űrtávcsővel később az elsőtől lényegesen különböző, és ahhoz képest ferde és beljebb elhelyezkedő második korongot is felfedeztek a beta Pic körül. Most, a legfrissebb nagyágyúval, a James Webb-űrtávcsővel (JWST) újabb különleges képződményt találtak a csillagászok a rendszerben, ezúttal a közepes infravörös hullámhossztartományban.

A beta Pictoris korongrendszere a James Webb-űrtávcső közép-infravörös felvételén. A csillag fényes korongját az űrtávcső koronográfja takarja, ez a kép közepén látható sötét alakzat. A főkorong vízszintesen áll. Az ezzel éles szöget bezáró fényes, ellipszis alakúnak látszó mellékkorong foltja dominál a felvételen. Ebből nyúlik ki a macskafaroknak keresztelt gáznyúlvány jobb oldat fölfelé. Forrás: NASA, ESA, CSA, STScI, Christopher Stark (NASA-GSFC), Kellen Lawson (NASA-GSFC), Jens Kammerer (ESO), Marshall Perrin (STScI).

A Spanyol Asztrobiológiai Központban dolgozó Isabel Rebollido által vezetett kutatócsoport egy, a megjelenése nyomán macskafaroknak elkeresztelt pornyúlványt fedezett fel a belső korong tanulmányozása közben. Ez a nyúlvány meredek szögben indul ki a korong délnyugati szektorából. „A beta Pic törmelékkorongjában megtalálhatunk mindent: egy igazán fényes, közeli csillagot ölel körül, amit így könnyen megfigyelhetünk. A csillag környezete nagyon összetett, többkomponensű koronggal, exoüstökösökkel, két leképezhető bolygóval” – lelkendezik Rebollido. – „Noha ebben a hullámhossztartományban már korábban is vizsgálták a földről, azoknak a műszereknek az érzékenysége és felbontása nem volt a Webbéhez mérhető, ezért nem találtuk meg eddig ezt a képződményt.”

De még a JWST is csak a megfelelő hullámhossztartományban, a közepes infravörösben érzékelte a pornyúlványt. A mérések azt is kimutatták, hogy a két korong hőmérséklete különböző, ami valószínűleg az eltérő anyagi összetételre vezethető vissza. A szakemberek úgy vélik, hogy a korongot és a macskafarok nyúlványát alkotó anyag nagyon sötét, ezért nem észlelhető a látható tartományban. A belső korongot valószínűleg porózus, szerves anyagok alkotják, olyanok, amit a saját Naprendszerünk kisbolygóin és üstökösein is találunk.

De vajon hogyan jöhetett egyáltalán létre a macskafarok görbült pornyúlványa? Ehhez hasonlót egyetlen más csillag korongjában sem láttak még a szakemberek. Noha biztos választ még nem találtak, elég erős a csillagászok gyanúja, hogy egy mindössze nagyjából száz éve bekövetkezett eseményből származó maradványokat látunk. Valami történt nemrég, talán egy hatalmas ütközés, ami rengeteg por termelésével járt. Ez a friss poranyag eleinte az ütköző égitestekkel azonos pályán mozgott, ám lassan elkezdett szétterülni.

A központi csillag sugárzása kifelé téríti a szemcséket, ráadásul nem azonos mértékben. A fény a legkisebb szemcsékre hat a legerősebben, hiszen azok tömege a keresztmetszetükhöz képest kisebb, így gyorsulásuk nagyobb. A nyúlvány mentén így méret szerint osztályozva sorakoznak a porszemcsék – ennek köszönhető a hosszú, elnyúlt alak. A koronggal bezárt viszonylag nagy szög viszont optikai csalódás csupán, amit a látóirányunk és a nyúlvány görbülete együtt eredményeznek. Valójában a macskafarok mindössze 5 fokos szögben hajlik a koronghoz képest.

A nyúlvány numerikus szimulációja nem volt egyszerű feladat, és csak olyan modellekkel sikerült leírniuk a szakembereknek, amelyek szerint a képződmény rövid ideje, mindössze száz éve létezik, és így csillagászati időtávlatban nem is túl sokáig fog megmaradni.

A beta Pic rendszere ezek szerint még az eddig ismertnél is dinamikusabb lehet, így további tanulmányozása sok újdonságot árulhat még el a fiatal bolygórendszerek működéséről.

Forrás: WebbTelescope.org