Первые детальные изображения пылевых дисков вокруг звезд

Изображения были представлены Фотеини (Клер) Лукой 14 апреля в Национальном астрономическом совещании РАН (NAM2010) в Глазго.

"Впервые мы наблюдаем эти пылевые диски с такой степенью детализации", сказала г-жа Лукой.

К концу своей жизни, примерно в 5 миллиардов лет, наше Солнце превратится в красного гиганта. Температура вблизи ядра будет расти и внешние слоя будут расширяться, увеличивая текущий радиус Солнца в несколько сотен раз. Пыль, которая формируется в этой прохладной атмосфере, а также газ становятся сырьем для следующих поколений звезд и планет. По мере накопления, пыль формируется в красивые туманности с помощью механизмов, которые еще не полностью изучены. Пылевые диски могут быть созданы как побочный продукт этих механизмов. В конечном счете, ядерный синтез прекращается и ядро мертвой звезды превращается в белого карлика.

Хотя эти пылевые диски диаметром более чем в сто тысяч миллионов километров (почти в тысячу раз больше, чем орбита Земли вокруг Солнца), они лежат на таких больших расстояниях от нас, что их видимые размеры очень малы. Диски можно наблюдать с помощью специальной техники, в которой телескопы объединяются вместе, чтобы действовать как гигантский зум-объектив, резко увеличивая остроту зрения. Астрономы использовали интерферометр Very Large Telescope (VLTI) в Европейской южной обсерватории в Чили. Он объединяет четыре гигантских телескопа, каждый из которых предоставляет 8,2-метровое зеркало, чтобы создать телескоп с общим диаметром до 130 метров. VLTI также имеет преимущество наблюдения в инфракрасном диапазоне, части электромагнитного спектра, где пылевые диски блестят.

"Мы обнаружили диски на разных стадиях их эволюции вокруг центральной звезды в некоторых туманностях. Мы не уверены точно в том, как долго эти диски могли выжить - это могут быть сотни тысяч, а возможно и миллионы лет. Изображения, которое я представляю на NAM2010, демонстрируют два диска на сравнительно ранней стадии своей жизни ", сказала г-жа Лукой.

Первый диск был найден в M2-9, биполярной туманности (газовом облаке с симметричной долей) на расстоянии 4200 световых лет от Земли, которая имеет двойную звездную систему в своем ядре. Обе звезды, красный гигант и белый карлик, скрыты внутри диска. Пыль происходит от красного гиганта, температура которого составляет 15 000 градусов Цельсия, что в 2 500 раз больше чем у Солнца. Диск имеет внутренний радиус 2250 миллионов километров и внешний радиус около 135 тысяч миллионов километров и состоит из частиц пыли кремния и кислорода, подобно пыли в нашей Солнечной системе.

"Возраст диска M2-9, возможно, менее чем 2000 лет, что делает его подростком с точки зрения жизни этих дисков. Он все еще развивается за счет гравитационного взаимодействия двойных звезд," говорит г-жа Лукой.

Второй диск был найден в объекте Сакураи, в круглой туманности, которая лежит на расстоянии 11400 световых лет от Земли. Температура звезды составляет 12 000 градусов по Цельсию, а яркость в 10 000 раз превышает яркость Солнца. Она состоит из аморфного углерода, вида углерода, который не имеет кристаллической структуры.

"Диск в объекте Сакураи был создан в течение последних 10 лет, поэтому мы имеем возможность изучить новорожденный диск. Он расширяется радиально и быстро. Во время наших наблюдений в 2007 году мы увидели расширение диска от 10 тысяч милионов километров до 75 тысяч миллионов километров ", сказала г-жа Лукой.

Наиболее вероятным сценарием на отдаленное будущее является то, что диски могут быть разрушены межзвездным излучением, разрушающим пылевые частицы на их отдельных атомы и молекулы, пополняя тем самым межзвездную среду Галактики новыми материалами.