Космічний телескоп Джеймса Вебба розкрив нові деталі про походження кам’янистих планет, досліджуючи структуру та хімічний склад туманності Метелик (NGC 6302).
Туманність, розташована за 3400 світлових років у сузір’ї Скорпіона, є однією з найгарячіших і найвідоміших планетарних туманностей. В її центрі виявлено зорю з температурою понад 220 000 Кельвінів, яку оптично неможливо побачити через щільний пиловий тор. Саме цей пил став ключем до розуміння процесів формування твердих структур у космосі.
«Роками вчені сперечалися про те, як формується космічний пил… ми, можливо, нарешті отримаємо більш чітку картину», — зазначила доктор Мікако Мацуура. Завдяки телескопу Вебба виявлено кристалічні силікати, зокрема кварц, а також великі, неправильні за формою пилові зерна. Їхній розмір свідчить про тривалий період зростання в середовищі, що підтримує утворення твердих тіл.
Дослідники зафіксували різні середовища формування: від повільних, «спокійних» до турбулентних і гарячих, де речовини змішуються в «вогняний бруд». Це доводить, що кам’янисті компоненти можуть виникати за різних космічних умов, не лише в стабільних середовищах. Уперше в кисневмісній туманності виявлено поліциклічні ароматичні вуглеводні — структури з вуглецю, схожі на земні молекули в димі чи вихлопах.
«Прохолодні дорогоцінні камені… і вогняний бруд… усе це в межах одного об’єкта», — додала Мацуура, описуючи контрастність умов. Такі молекули могли бути попередниками органічних речовин, потрібних для формування придатного для життя середовища. Їхня поява в агресивному зоряному середовищі є свідченням хімічної універсальності життя у Всесвіті.
Спостереження також виявили сліди заліза й нікелю в потужних струменях, що вириваються від зорі. Розподіл елементів створює шарувану структуру іонів, де найбільш енергетичні накопичуються ближче до центру. Це відкриття стало можливим завдяки поєднанню інфрачервоного аналізу Вебба з даними радіоінтерферометра ALMA.
Біполярна структура туманності, з “крилами” з газу та пилу, керується тором, що також визначає напрямки викидів. Новий аналіз розкрив майже 200 спектральних ліній — відбитків молекул і атомів, які утворюють унікальну хімію цієї туманності. Раніше центральну зорю було неможливо виявити, але телескоп Вебба зафіксував її інфрачервоне світіння через пилову хмару.
Результати, опубліковані в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, відкривають безпрецедентну картину еволюції космічного пилу, з якого пізніше можуть утворитися планети. Туманність Метелик стала лабораторією для вивчення основ будівництва планет, а нові відкриття в ній зміцнюють теорії про походження твердих тіл у Всесвіті.