Астрономы совершили удивительное открытие: выяснилось, что одни из самых массивных звезд во Вселенной производят одни из самых маленьких частиц пыли. Это открытие стало возможным благодаря исследованию, которое возглавил студент Йельского университета Дунлинь Ву, опубликованному в The Astrophysical Journal. Для Ву, с детства очарованного величием и загадочностью звезд, эта первая крупная научная работа в качестве ведущего автора стала настоящим событием, связанным с «звездной пылью» — крошечными твердыми частицами, которые образуются из звездных ветров и со временем могут стать строительным материалом для новых планет.
Объектом изучения стала редкая звездная система WR 112, представляющая собой двойную систему. В ее составе находится исключительно горячая и умирающая звезда типа Вольфа–Райе, известная своим необычным спектром и коротким жизненным циклом, вращающаяся вокруг звезды-компаньона. Мощные ветры, сталкиваясь друг с другом, создают плотные и остывающие области, в которых и формируются пылевые зерна. Впоследствии интенсивное излучение звезд рассеивает эту пыль в межзвездное пространство.
В ходе работы Ву и его соавторы проанализировали данные, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и наземного комплекса ALMA. Если инфракрасные снимки «Уэбба» ранее демонстрировали яркие спиральные дуги пыли, то чувствительные миллиметровые наблюдения ALMA не зафиксировали никакого сигнала. Это указало ученым на то, что частицы пыли, укрывшиеся от «взгляда» самого мощного миллиметрового телескопа, должны быть чрезвычайно малы. Комбинируя данные обоих инструментов, исследователи пришли к выводу, что большинство пылевых зерен в обширных спиральных структурах системы имеют размер менее одного микрометра, а основная их часть — всего несколько нанометров в поперечнике.
«Удивительно осознавать, что одни из самых массивных звезд во Вселенной производят одни из самых маленьких пылевых частиц перед своей гибелью», — отметил Дунлинь Ву, проводивший исследование в рамках летней программы Калифорнийского технологического института. Разница в масштабах между звездой и создаваемыми ею пылинками поистине колоссальна и достигает соотношения порядка квинтиллиона к одному.
Кроме того, международная команда ученых обнаружила, что пыль от WR 112 существует в двух четко различимых популяциях: помимо преобладающих нанометровых зерен, присутствуют и более крупные частицы размером около 0,1 микрометра. Эта находка помогла разрешить давнее противоречие в наблюдениях за похожими двойными системами, где ранее фиксировались либо только очень мелкие, либо только более крупные зерна. Исследователи предполагают, что промежуточные по размеру зерна могут разрушаться или испаряться под воздействием жесткого излучения звезд.
Учитывая, что система WR 112 является одной из самых продуктивных фабрик пыли среди себе подобных и ежегодно производит массу, эквивалентную трем лунным массам, новые данные о размерах ее частиц имеют огромное значение для понимания того, какой вклад подобные двойные системы вносят в обогащение галактики углеродной пылью.