Webb, Beta Pictoris Sisteminde tozlu ‘kedi kuyruğu’ keşfetti

Sadece 63 ışıkyılı uzaklıkta bulunan genç bir gezegen sistemi olan Beta Pictoris, onlarca yıllık derinlemesine çalışmalardan sonra bile bilim adamlarının ilgisini çekmeye devam ediyor. Başka bir yıldızın etrafında görüntülenen ilk toz diskine sahiptir; asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve gezegenimsiler arasındaki çarpışmalar sonucu oluşan bir enkaz diski.

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan yapılan gözlemler, bu sistemde ilk görülen dış diske göre eğimli ikinci bir enkaz diskini ortaya çıkardı. Şimdi, Beta Pictoris sistemini (Beta Pic) görüntülemek için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan bir gökbilimci ekibi, daha önce görülmemiş yeni bir yapı keşfetti.

İspanya’daki Astrobiyoloji Merkezi’nden Isabel Rebollido liderliğindeki ekip, Beta Pic’in daha önce tespit edilen ana ve ikincil enkaz disklerinin bileşimini araştırmak için Webb’in NIRCam’ini (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI’yi (Orta Kızılötesi Cihaz) kullandı. Sonuçlar beklentileri aştı; ikincil enkaz diskinin güneybatı kısmından uzanan, kedi kuyruğu şeklinde keskin eğimli bir toz dalını ortaya çıkardı.

Rebollido, “Beta Pictoris her şeye sahip olan enkaz diskidir: Çok iyi inceleyebileceğimiz gerçekten parlak, yakın bir yıldıza ve çok bileşenli bir disk, dış kuyruklu yıldızlar ve görüntülenen iki dış gezegenden oluşan karmaşık bir yıldız çevresi ortamına sahiptir” dedi. çalışmanın baş yazarı. “Bu dalga boyu aralığında yerden daha önce gözlemler yapılmış olsa da, şu anda Webb ile sahip olduğumuz hassasiyete ve uzamsal çözünürlüğe sahip değillerdi, dolayısıyla bu özelliği tespit edemediler.”

Bir yıldızın portresi Webb ile iyileştirildi

Webb veya JWST ile bile, Beta Pic’e doğru dalga boyu aralığında (bu durumda orta kızılötesi) bakmak, yalnızca MIRI verilerinde göründüğü için kedinin kuyruğunu tespit etmek için çok önemliydi. Webb’in orta kızılötesi verileri, Beta Pic’in iki diski arasındaki sıcaklık farklılıklarını da ortaya çıkardı; bu muhtemelen bileşimdeki farklılıklardan kaynaklanıyor.

Araştırma ekibinden Christopher Stark, “Webb’in Beta Pic çevresinde iki farklı türde malzeme bulunduğunu açıklamasını beklemiyorduk, ancak MIRI bize ikincil diskin ve kedinin kuyruğunun malzemesinin ana diskten daha sıcak olduğunu açıkça gösterdi” dedi. -NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki çalışmanın yazarı. “Diski ve kuyruğu oluşturan toz çok karanlık olmalı, bu yüzden onu görünür dalga boylarında kolayca göremiyoruz; ancak orta-kızılötesinde parlıyor.”

Ekip, daha yüksek sıcaklığı açıklamak için tozun, güneş sistemimizdeki kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin yüzeylerinde bulunan maddeye benzer, oldukça gözenekli “organik refrakter malzeme” olabileceği sonucuna vardı. Örneğin, NASA’nın OSIRIS-REx misyonu tarafından asteroit Bennu’dan örneklenen malzemenin ön analizi, MIRI’nin Beta Pic’te tespit ettiğine çok benzer şekilde, onun çok karanlık ve karbon açısından zengin olduğunu ortaya çıkardı.

Kuyruğun şaşırtıcı başlangıcı gelecekteki araştırmaları garanti ediyor

Ancak geriye kalan büyük bir soru var: Diğer yıldızların etrafındaki disklerde görülenlerden farklı olarak benzersiz bir kavisli özellik olan kedinin kuyruğunun şeklini ne açıklayabilir?

Rebollido ve ekip, kedinin kuyruğunu taklit etmek ve kökenini ortaya çıkarmak amacıyla çeşitli senaryolar modelledi. Daha fazla araştırma ve test gerekli olmasına rağmen ekip, kedinin kuyruğunun sadece yüz yıl önce meydana gelen bir toz üretim olayının sonucu olduğuna dair güçlü bir hipotez sunuyor.

Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’ndeki araştırmanın ortak yazarlarından Marshall Perrin, “Çarpışma gibi bir şey oluyor ve çok fazla toz oluşuyor” dedi. “İlk başta toz, kaynağıyla aynı yörünge yönünde gider, ancak daha sonra yayılmaya başlar. Yıldızdan gelen ışık, en küçük, en yumuşak toz parçacıklarını yıldızdan daha hızlı iter, daha büyük taneler ise hareket etmez. o kadar uzun bir toz tabakası yaratıyor ki.”

Stark, “Kedinin kuyruk özelliği oldukça sıra dışı ve eğriliği dinamik bir modelle yeniden oluşturmak zordu” diye açıkladı. “Modelimiz, sistemden son derece hızlı bir şekilde dışarı itilebilen toza ihtiyaç duyuyor, bu da yine onun organik refrakter malzemeden yapılmış olduğunu gösteriyor.”

Ekibin tercih ettiği model, kuyruğun diskten uzaktaki keskin açısını basit bir optik yanılsama olarak açıklıyor. Perspektifimiz kuyruğun kavisli şekliyle birleştiğinde kuyruğun gözlenen açısını oluştururken aslında malzemenin yayı diskten yalnızca beş derecelik bir eğimle ayrılıyor. Kuyruğun parlaklığını dikkate alan ekip, kedinin kuyruğundaki toz miktarının, 10 milyar mil boyunca yayılmış büyük bir ana kuşak asteroitine eşdeğer olduğunu tahmin ediyor.

Beta Pic’in enkaz diskleri içindeki yakın zamanda meydana gelen bir toz üretimi olayı, MIRI verilerinde gösterildiği ve yalnızca kuyruğun karşı tarafında görülen, eğimli iç diskin yeni görülen asimetrik uzantısını da açıklayabilir. Son zamanlardaki çarpışma sonucu oluşan toz üretimi, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi tarafından 2014 yılında daha önce tespit edilen bir özelliği de açıklayabilir: kedinin kuyruğunun yakınında bulunan bir karbon monoksit (CO) yığını. Yıldızın radyasyonu CO2’yi yaklaşık yüz yıl içinde parçalayacağından, hala mevcut olan bu gaz konsantrasyonu aynı olayın kalıcı kanıtı olabilir.

Stark, “Araştırmamız Beta Pic’in daha önce düşündüğümüzden daha aktif ve kaotik olabileceğini gösteriyor” dedi. “JWST, en iyi incelenen nesnelere bakarken bile bizi şaşırtmaya devam ediyor. Bu gezegen sistemlerine tamamen yeni bir penceremiz var.”

Bu sonuçlar bir basın toplantısında sunuldu. Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 243. toplantısı New Orleans, Louisiana’da.