Астрономам стал понятен механизм образования кристаллов кремния, которые присутствуют в составе большинства комет. До этого времени происхождение этих кристаллов на кометах и в составе протопланетных дисков молодых звезд оставалось загадкой. Пролить свет на этот механизм помогли наблюдения на инфракрасном космическом телескопе Spitzer.
Ученые из Германии, Венгрии и Нидерландов с промежутком в несколько лет понаблюдали за переменной звездой в созвездии Волка, открытой астрономами в 1946 году. EX Lup – молодая переменная звезда типа Т Тельца, постоянно вспыхивающая по мере выпадения вещества из окружающего ее газопылевого диска.
Звезда систематически меняет свою яркость, величина этих вспышек варьируется.
Самые яркие всплески происходят раз в 50 лет.
Во время очередной вспышки в апреле 2008 года и был снят спектр звезды в инфракрасном диапазоне, в котором кристаллический кремний оставил характерные линии. Снимки были сделаны, когда вспышка, пик которой пришелся на январь 2008 года, уже была «на излете», однако звезда в этот момент все еще была гораздо ярче, чем в спокойном состоянии. Ученые решили сравнить полученный спектр со снимками звезды, сделанными телескопом за три года до этого, когда звезда находилась в спокойном состоянии.
Кристаллы из пыли
Если в 2005 году кремний наблюдался на краю протопланетного диска в составе бесформенных частиц пыли, то в момент вспышки спектр показал наличие на частицах пыли кристаллов. То были кристаллы форстерита (Mg2[SiO4]) – минерала, часто встречаемого в составе комет и протопланетных дисков.
Кристаллы, оставившие след в спектре звезды, были горячими, это указало на долгое высокотемпературное воздействие. «В момент вспышки звезда становится в сто раз ярче. Кристаллы образуются на поверхности диска там, где температура достаточно высока, чтобы обжечь кремний – около тысячи градусов, но не выше 1,5 тыс. градусов, способных испарить гранулы», — пояснила Атилла Юхас из Института астрономии имени Макса Планка в Германии.
«Мы считаем, что впервые понаблюдали образование кристаллов. Думаю, что они образуются путем термического отжига маленьких частиц на поверхности внутреннего диска во время вспышки. Это абсолютно новый сценарий, описывающий происхождение такого материала», — добавила Юхас. Ранее ученые предполагали, что пылинки могут оплавляться и превращаться в кристаллы ударной волной от больших объектов, движущихся в пылевом диске.
«Эти наблюдения объяснили, как на самом деле образуются такие кристаллы, как те, что мы находим в кометах и метеоритах нашей Солнечной системы», — пояснил Майкл Вернер из Лаборатории реактивного движения в Пасадене.