Телескоп «Уэбб» обнаружил извергающую кристаллы протозвезду, раскрыв 4,6-миллиардолетнюю загадку Солнечной системы

Webb Telescope идентифицирует «извергающую кристаллы» протозвезду, раскрывая загадку Солнечной системы возрастом 4,6 миллиарда лет

В ходе знакового наблюдения, связывающего современную астрофизику с первозданным происхождением нашей собственной планетной системы, James Webb Space Telescope (JWST) NASA предоставил убедительные доказательства давнего космического парадокса. На протяжении десятилетий астрономы пытались объяснить, почему замерзшие кометы, находящиеся на сверххолодных окраинах нашей Солнечной системы, содержат кристаллические силикаты — минералы, для формирования которых требуются температуры, превышающие 1000 градусов по Фаренгейту. Новые данные, опубликованные в январе 2026 года, показывают, что протозвезда EC 53, активно формирующаяся солнцеподобная звезда в Serpens Nebula, в настоящее время создает и распределяет эти самые кристаллы в свои внешние пределы, фактически выступая в роли космической кузницы строительных блоков для будущих миров.

Парадокс холодной кометы

Загадка сосредоточена на составе «грязных снежков» — комет, обнаруженных в облаке Оорта и поясе Койпера. Эти регионы являются ледяными резервуарами нашей Солнечной системы, где температуры редко поднимаются выше нескольких десятков градусов над абсолютным нулем. Однако когда такие миссии, как Stardust, доставили образцы с Comet Wild 2, ученые были потрясены, обнаружив кристаллические силикаты, такие как оливин и пироксен. Эти минералы могут быть созданы только при нагревании аморфной пыли до экстремальных температур — процесс, известный как отжиг. Это создало фундаментальное противоречие: как материалы, выкованные в солнечной горниле, могли оказаться в миллионах миль от нее, в глубокой заморозке внешней Солнечной системы? Открытие EC 53 дает первое прямое визуальное свидетельство механизма транспортировки, который разрешает эту загадку возрастом 4,6 миллиарда лет.

Открытие NIRCam в Serpens Nebula

Расположенная примерно в 1300 световых годах от Земли, Serpens Nebula является плотным «питомником» звездообразования. С помощью камеры NIRCam (Near-Infrared Camera) Webb Telescope смог пробиться сквозь густые непрозрачные завесы межзвездной пыли, которые обычно скрывают молодые звездные объекты. Изображение, обработанное Alyssa Pagan из Space Telescope Science Institute (STScI), сфокусировано на протозвезде EC 53. В отличие от предыдущих обсерваторий, чувствительность Webb позволила исследователям рассмотреть тонкие структуры протопланетного диска — вращающейся массы газа и пыли, которая со временем превратится в планеты. В этой хаотичной среде телескоп идентифицировал признаки кристаллических силикатов, формирующихся в раскаленном внутреннем диске и впоследствии выбрасываемых наружу.

Как звезды создают и распределяют силикаты

Процесс кристаллизации силикатов — это бурное и высокоэнергетическое событие. По словам исследовательской группы, в которую входят Klaus Pontoppidan из NASA’s Jet Propulsion Laboratory (NASA-JPL) и Joel Green из STScI, интенсивное тепло, выделяемое при гравитационном коллапсе протозвезды, создает «термальную зону» в непосредственной близости от звезды. В нашей собственной Солнечной системе это было бы эквивалентно пространству между Солнцем и Землей. В этой области окружающего тепла достаточно, чтобы перестроить атомную структуру космической пыли в кристаллическую решетку. Однако самым значительным вкладом открытия является наблюдение мощного звездного оттока — механизма «извержения», который уносит эти недавно созданные кристаллы от тепла в холодные, отдаленные области диска, прежде чем они будут уничтожены или притянуты к самой звезде.

Механизмы радиального переноса

Физика этого радиального переноса сложна и в течение многих лет была предметом теоретического моделирования. Наблюдения Webb за EC 53 подтверждают, что эти оттоки — не просто мягкие дрейфы, а мощные джеты и ветры, способные переносить минералы на огромные астрономические расстояния. Этот процесс «перемешивания» гарантирует, что состав солнечной системы не будет однородным; вместо этого материалы из самых жарких регионов интегрируются в самые холодные тела. Это объясняет, почему кометы, сформировавшиеся в поясе Койпера или облаке Оорта, состоят не только из первозданного межзвездного льда, а представляют собой мозаику материалов со всего протопланетного диска. Наблюдения за EC 53 замечательно согласуются с этими теоретическими моделями ранней звездной эволюции, предоставляя лабораторию в реальном времени для изучения нашей собственной истории.

Значение для ранней Солнечной системы

Наблюдая за EC 53, астрономы, по сути, смотрят в зеркало младенчества нашего собственного Солнца. Поведение «извержения кристаллов», наблюдаемое в Serpens Nebula, вероятно, является тем же процессом, который происходил 4,6 миллиарда лет назад при рождении наших планет. Это открытие подтверждает теорию о том, что ранняя солнечная туманность была высокодинамичной средой, характеризующейся крупномасштабным перемешиванием. Оно предполагает, что химический состав планет — включая распределение минералов, которые в конечном итоге сформируют скалистые мантии Земли, Марса и Венеры — был определен этими мощными оттоками на ранних этапах жизни звезды. Этот «конвейер» минералов обеспечил необходимое разнообразие материалов для формирования сложных планетных систем.

Мультиинструментальный подход к звездной эволюции

Хотя NIRCam предоставила изображения высокого разрешения, необходимые для обнаружения протозвезды и ее оттоков, более широкое научное значение этого открытия опирается на синергию инструментов Webb. Ожидается, что прибор MIRI (Mid-Infrared Instrument) сыграет критическую роль в будущих исследованиях EC 53, поскольку он может более точно идентифицировать специфические химические признаки различных типов кристаллов. Анализируя спектры света, астрономы могут определить точную температуру, при которой образовались эти кристаллы, и скорость, с которой они выбрасываются. Эти данные позволят создавать более точные симуляции того, как вода и органические материалы — часто встречающиеся наряду с этими силикатами — переносятся в пространстве, потенциально засевая далекие планеты ингредиентами для жизни.

Будущие исследования и текущая миссия Webb

Открытие извергающей кристаллы протозвезды знаменует собой важную веху в миссии James Webb Space Telescope по «раскрытию Вселенной». Однако работа далеко не закончена. Будущие исследования будут сосредоточены на том, является ли это явление универсальным для всех солнцеподобных звезд или оно зависит от конкретных факторов окружающей среды внутри туманности. Астрономы теперь планируют исследовать другие молодые звездные объекты в туманностях Serpens и Orion, чтобы определить частоту этих выбросов минералов.

• Исследование химической эволюции дисков для отслеживания движения углерода и кислорода.
• Долгосрочный мониторинг EC 53 для наблюдения за изменениями интенсивности оттока.
• Сравнение признаков силикатов EC 53 с образцами миссий OSIRIS-REx и Hayabusa2.

Заключение: Новая глава в космохимии

Выводы относительно EC 53 представляют собой нечто большее, чем просто красивое изображение; они означают фундаментальный сдвиг в нашем понимании того, как строятся солнечные системы. Способность James Webb Space Telescope связывать микроскопическую структуру минералов с макроскопической динамикой звездообразования является свидетельством его беспрецедентной инженерной мысли. Продолжая анализировать данные из Serpens Nebula, мы не просто узнаем о далекой звездной системе в 1300 световых годах от нас — мы раскрываем окончательную историю нашего собственного происхождения, доказывая, что даже самые холодные объекты на нашем небе когда-то были затронуты огнем молодого солнца.