Beta Pictoris: „kocy ogon” to ślad zderzenia ciał wielkości Plutona

Tajemniczy „kocy ogon” w dysku pyłowym wokół gwiazdy Beta Pictoris prawdopodobnie powstał w wyniku zderzenia dwóch obiektów, które mogły dorównywać rozmiarami Plutonowi. Do takiego wniosku doszli autorzy nowej pracy opublikowanej w „The Astrophysical Journal Letters”, którzy połączyli obserwacje Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Struktura znana od 2024 roku

Ogon widoczny jest w gwiazdozbiorze Malarza, obserwowanym wyłącznie na półkuli południowej. Wyłania się z dysku otaczającego młodą gwiazdę oddaloną o 63 lata świetlne od Ziemi. Układ planetarny ma tam zaledwie kilka milionów lat i wciąż się formuje. Dysk Beta Pictoris został zauważony w 1983 roku przez satelitę podczerwonego IRAS, a rok później sfotografowany z obserwatorium Las Campanas w Chile – był pierwszym dyskiem okołogwiazdowym uzyskanym na obrazie.

Strukturę o kształcie przypominającym kocią kitę odkrył w 2024 roku Webb, dzięki niespotykanej dotąd szczegółowości obrazów. Już wtedy badacze sugerowali, że może to być pozostałość po kolizji. Do nowego zespołu należą m.in. Isabel Rebollido z madryckiego Centrum Astrobiologii oraz Christopher Stark z Goddard Space Flight Center NASA.

Ciemny pył i porowate ziarna

Astronomowie zestawili świeże zdjęcia Hubble’a z archiwalnymi danymi sprzed 14 lat, aby ustalić położenie i naturę struktury. Wyniki potwierdzają hipotezę zderzenia. Pył ma składać się niemal wyłącznie z materii organicznej bogatej w węgiel, która pochłania światło widzialne. Jest więc bardzo ciemny, dlatego dotąd widział go tylko Webb w podczerwieni, a teraz także Hubble w świetle widzialnym.

Ziarna mają rozmiar rzędu mikrometra i są bardzo porowate. Całość może rozciągać się na około tysiąc jednostek astronomicznych, czyli ok. 150 mld km. Według komunikatu towarzyszącego badaniu odpowiada to około 200 bilionom kotów ustawionych jeden za drugim. Kevin Wagner z Obserwatorium Steward Uniwersytetu Arizony, współautor pracy, wyjaśnia, że prędkości zderzenia mogły być tak duże, iż węglowe ziarna wyparowały, a następnie skondensowały się podczas chłodzenia, co tłumaczy ich porowatość.

Badanie ma znaczenie także dla nas: podobne kolizje mogły zachodzić w młodym Układzie Słonecznym, zanim Ziemia i pozostałe planety przyjęły obecną postać.