Neobičan trag prašine oko zvijezde Beta Pictoris mogao je nastati u sudaru dvaju tijela usporedivih s nekim od najvećih ledenih svjetova Sunčeva sustava. Astronomi ga sada prvi put vide i u zvjezdanoj svjetlosti koju prašina raspršuje, što im je omogućilo da provjere od čega je sastavljen.
Strukturu nalik zakrivljenom repu ranije je otkrio svemirski teleskop James Webb. Nova analiza Hubbleovih snimaka dopunjuje taj nalaz: Webb je bilježio toplinsko zračenje prašine, a Hubble njezin odsjaj. Usporedba tih dviju vrsta mjerenja upućuje na vrlo porozna zrnca bogata ugljikom i daje procjenu najmanje mase tijela koja su ih mogla proizvesti.
Tim Arina M. Avsara sa Sveučilišta u Arizoni rezultate je objavio u časopisu The Astrophysical Journal Letters. Sudar nije izravno snimljen: istraživači rekonstruiraju mogući događaj iz prašine koja je ostala u sustavu.
Isti trag, dvije vrste svjetlosti
Zvijezda Beta Pictoris udaljena je oko 63 svjetlosne godine i okružena velikim diskom ostataka. Disk gledamo gotovo s ruba, pa se na snimkama proteže poput uske svijetle trake. Zakrivljena struktura, prozvana Cat’s Tail, odnosno mačji rep, odvaja se od ravnine diska.
O Webbovu otkriću tog prašinastog repa pisali smo 2024. godine. Hubbleova analiza donosi novu vrstu podataka o već poznatoj strukturi, a ne novo otkriće istog repa.
Istraživači su spojili šest skupova opažanja instrumentom STIS, prikupljenih od 2012. do 2025. godine. Koronagraf zaklanja blistavu zvijezdu kako bi se mogla izdvojiti mnogo slabija svjetlost okolne prašine. Takva obrada traži pažljivo odvajanje stvarnih struktura od tragova koje ostavljaju optika teleskopa i sama zvjezdana svjetlost.
Toplinsko zračenje i raspršena svjetlost ne govore isto. Zagrijana zrnca emitiraju infracrveno zračenje, ali istodobno dio zvjezdane svjetlosti raspršuju prema nama. Koliko su sjajna u svakom od tih područja ovisi o njihovoj veličini, sastavu i građi. Isti oblak zato može izgledati drukčije kroz različite instrumente.
Vrlo lagana zrnca, ali mnogo materijala
Modeli koji najbolje povezuju Hubbleova i Webbova mjerenja favoriziraju izrazito poroznu prašinu s velikim udjelom organskih tvari bogatih ugljikom i otpornih na isparavanje. Organski ovdje označava kemijski sastav; takvi spojevi nisu pokazatelj života. Porozna zrnca imaju mnogo praznog prostora, pa su lakša od kompaktnih čestica jednake veličine.
Premda su pojedina zrnca sitna i rahla, za cijelu strukturu potrebna je velika količina materijala. Prema modelu, svako od dvaju tijela moralo je imati masu od najmanje približno jednog do tri puta 1021 kilograma. To je usporedivo s masama Harona, najvećeg Plutonova mjeseca, ili patuljastog planeta Makemake.
Procjena mase ovisi o pretpostavkama o prašini: drukčija zrnca mijenjaju količinu materijala potrebnu da bi se dobio opaženi sjaj.
Što je ostalo nakon sudara?
Rep otvara i pitanje kako su uopće nastala tako porozna zrnca. Jedna je mogućnost da su se ugljične čestice pri vrlo snažnom sudaru isparile, a zatim ponovno kondenzirale tijekom hlađenja. To zasad ostaje mogući mehanizam koji treba dodatno ispitati.
Sustav je zanimljiv i zbog međudjelovanja planeta i okolnih ostataka. Istraživanja nastanka planeta Beta Pictoris b također pokazuju koliko tumačenje tragova ovisi o fizikalnom modelu. U slučaju prašinastog repa sljedeći je zadatak povezati njegov oblik, sastav i raspodjelu zrnaca u objašnjenje koje može reproducirati oba skupa opažanja.
