16.02.2006. Крутятся диски


Снимки сделаны на Космическом телескопе. Размер изображения 29 на 10 угловых секунд. На двух верхних снимках показан диск вокруг Бета Живописца. На нижнем - звезда сравнения (Альфа Живописца). PSF feature - технический дефект коронографа, происхождение которого пока неизвестно. Видно, что PSF деталь не меняет своего положения при изменении ориентации телескопа, а диск (сравните два верхних изображения) - меняет.

По наблюдениям на Космическом телескопе выявлена сложная структура диска вокруг звезды Бета Живописца. Оказывается, вокруг этого светила существуют два осколочных диска. Внутренний, который впервые удалось рассмотреть, наклонен по отношению к плоскости основного диска. Он мог возникнуть из-за столкновения двух крупных тел.


Еще 20 лет назад по наблюдениям на космических инфракрасных обсерваториях стали появляться данные о дисках вокруг некоторых звезд. Это холодные образования с температурой около 100К (т.е. примерно -170 по Цельсию). Значительный вклад в открытие околозвездных дисков внес Инфракрасный Астрономический Телескоп (IRAS).

Достаточно яркая (примерно четвертая звездная величина, см. карту) и близкая (около 20 парсек) Бета Живописца (β Pictoris) сразу стала одним из самых известных примеров. Но тогда техника не позволяла проводить достаточно детальные наблюдения таких образований вокруг звезд.


Карта звездного неба. Показано созвездие Живописца. Звезда β - герой нашего рассказа.

Уже в восьмидесятые годы по результатам наземных наблюдений была выявлена сложная структура диска вокруг Бета Живописца, простирающегося до 1800 астрономических единиц. Однако ясно, что исследование внутренних частей было невозможно до запуска Космического телескопа (или до введения в строй новых систем с адаптивной оптикой). Несколько лет назад было обнаружено, что на расстояниях порядка 100 а.е. от центральной звезды диск искривляется, как бы "закручивается". Но детали оставались неясными.

По данным новых многоцветных наблюдений на Космическом телескопе подтверждена сложная структура диска вокруг звезды Бета Живописца. Наблюдения проводились с помощью коронографа, чтобы убрать мешающий свет самой звезды. Это самые детальные данные по околозвездным дискам на масштабе 30-300 а.е. от центральной звезды.

Показано, что внутренняя часть структуры вокруг звезды представляет собой не результат "скручивания", а отдельный диск, наклоненный под углом около 5 градусов по отношению к внешнему (основному) диску. Диски состоят не просто из газа и/или пыли, а из гранул (grains). Удалось выяснить, что два диска или имеют разный состав гранул, или разное распределение гранул по размеру. Это видно на основании многоцветной фотометрии (т.е. в результате наблюдений в разных участках оптической части спектра). Кроме того, новые наблюдения подтвердили, что противоположные части внешнего диска ведут себя по-разному, т.е. внешний диск не симметричен.


Показано обработанное изображение (цвета условные), на котором виден внутренний диск, наклоненный к внешнему. Изображение в центральной части искажено при убирании света звезды.

Диск Бета Живописца, по всей видимости, состоит не из протопланетного вещества, а является результатом разрушения тел (например, комет) в планетной системе. Поэтому подобные диски называют остаточными или осколочными (debris).

Причина возникновения внутреннего диска до конца не ясна. Но, скорее всего, он возник в результате столкновения планетезималей, двигавшихся по наклоненным орбитам. После столкновения пыль давлением излучения выметается наружу, и мы видим наклоненный диск.

Авторы указывают, что до запуска Веббовского инфракрасного космического телескопа (James Webb Space Telescope) данные результаты останутся непревзойденными.

Источник: Голимовский и др. [D. A. Golimowski et al.] astro-ph/0602292