Ovo je nova Slika mjeseca s ESA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb.
Kratko vrijeme prije negoli je objavljena, također na ESA-inom sajtu je objavljena jedna druga fotografija, vrlo sličnog objekta, koji ima i vrlo sličan, leptirski nadimak. No, objekt na toj slici je nešto sasvim drugo! Više o tome uskoro!

Pramenje prašine oko prašinskog diska

Kao novu Sliku mjeseca, NASA/ESA/CSA-in Svemirski teleskop James Webb nam je ponudio jedan čudesni novi prikaz IRAS 04302+2247, planetotvornog diska koji se nalazi na 525 godina svjetlosti od nas, u jednom tamnom oblaku unutar zvjezodordnog područja u zviježđu Bika. Zahvaljujući Webbu, istraživači sada mogu proučavati svojstva i rast čestica prašine unutar protoplanetarnih diskova kakav je ovaj na slici. Time oni mogu rasvijetliti te najranije faze oblikovanja planeta.

U rađaonicama zvijezda koje vidimo diljem Galaktike, zvijezde nastaju u divovskim oblacima hladnog plina. Kako mlada zvijezda raste, tako se plin koji ih okružuje nakuplja u tanke protoplanetarne diskove bogate prašinom. Ti diskovi postaju poprištima nastanka planetâ, a proučavanjem takvih protoplanetarnih diskova oko dalekih zvijezda istraživači mogu bolje razumjeti što se u Sunčevom sustavu događalo prije približno 4,5 milijarde godina, u vrijeme kada su nastajali Sunce, Zemlja i ostali planeti.

IRAS 04302+2247 ili, kraće, IRAS 04302 - prekrasan je primjer jedne protozvijezde - mlade zvijezde koja na sebe još uvijek nakuplja masu iz svoje okolice - okružene protoplanetarnim diskom u kojemu možda nastaju novi novcati planeti. Webb je bio u stanju izmjeriti taj disk i sada znamo da je on širok oko 65 milijardi kilometara, što je nekoliko puta veće od promjera Sunčevog sustava. (Promjer Neptunove staze iznosi oko 9 milijardi kilometara. Prim. prev.) Iz Webbove (i naše) perspektive, disk u IRAS 04302 je postavljen bočno, tako da ga vidimo kao usku tamnu crtu koja zaustavlja svjetlo iz mlađahne zvijezde u njegovu središtu. Taj zaprašeni plin je sirovina za izgradnju planeta koji zahvaljujući njemu mogu rasti i debljati se.

Kada ih vidio odozgo, protoplanetarni diskovi mogu u sebi otkriti raznovrsne strukture poput prstena, procjepa i spirala. Takve strukture mogu biti znaci da novorođeni planeti prokopavaju za sebe prolaze kroz prašinski disk, ali tu bi mogla biti riječ i o nekim pojavama koje nisu povezane s planetima, poput gravitacijskih nestabilnosti ili područja u kojima zrnca prašine bivaju zarobljena. Umjesto toga, disk u IRAS 04302+2247, kojega vidimo s boka, pokazuje vertikalne strukture, uključujući i svoju debljinu. Prašinska zrnca se talože u ravninu diska, u tanki i gusti sloj koji pogoduje nastanku planeta. Debljina toga diska je mjera djelotvornosti toga procesa.

Gusta pruga zaprašenog plina koja okomito presjeca središte maglice, kukuljica je koja skriva IRAS 04302 i zaustavlja njeno jarko svjetlo. Zahvaljujući tome, Webb može lakše vidjeti tanane strukture oko protozvijezde, posebice dvije prozračne maglice lijevo i desno od diska. To su refleksijske maglice: one su obasjane svjetlom protozvijezde u središtu, koje se odražava od tvari u maglicama. Zbog izgleda tih dviju refleksijskih maglica, IRAS 04302 je dobila nadimak Leptirska zvijezda.

Ova slika IRAS 04302 udružuje (infracrvene) podatke dobivene Webbovim NIRCam-om i MIRI-jem, kao i optičke podatke prikupljene NASA/ESA-inim Svemirskim teleskopom Hubble. Surađujući, ti moćni opservatoriji oslikavaju ovdje očaravajući širokopojasni portret jednog rodilišta planetâ. Webb otkriva razdiobu sićušnih čestica prašine, kao i odraze bliskoinfracrvenog svjetla od prašinom bogatog materijala koji se proteže do velike udaljenosti od diska. Hubble je, pak, usredotočen na prašinsku prugu, kao i na grudaste nakupine i pramenje od prašine oko središnjeg diska. Potonje tvorbe ukazuju na to da zvijezda još uvijek na sebe nakuplja masu iz svoje okolice, brizgajući usto sa svojih polova mlazove materijala. (Djelovanje tih mlazova je razvidno iz rastvorenosti dvaju mjehura koji čije krila "leptira". Dio materijala u jednom od tih odljeva se vidi kao tanana plava izmaglica na desnoj strani slike. Prim. prev.)

Ove Webbove opservacije su provedene kao dio promatračkog programa posvećenog istraživanju četiri protoplanetarna diska koja mi vidimo okrenuta bočno. Cilj programa je razumjeti što se događa s prašinom unutar tih diskova. Vjeruje se da je rast čestica prašine u protoplanetarnim diskovima važan korak k nastanku planeta.

Detalj

Ova slika udružuje promatranja IRAS 04302 provedena Webbom (NIRCam i MIRI), Hubbleom i radioteleskopom ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array).

(...) ALMA vidi sjaj krupnijih čestica prašine unutar diska i pokazuje da se prašina u disku mladom poput toga oko IRAS 04302 još nije staložila u tanku formu kakvu se očekuje od razvijenih diskova. (Nije prokomentirano kojim bojama su na ovim slikama obojeni čiji podaci, ali pretpostvaljam da su na dodatnom detalju ALMA-ini mikrovalovi obojeni zlatnožuto. Prim. prev.)

ESA/Webb, NASA & CSA, M. Villenave et al.

https://esawebb.org/images/potm2508a/