Пыль на световой подушке

Кометы, большинство из которых прилетают к нам с далёких окраин Солнечной системы, в чём-то похожи на жареное мороженое, только наоборот. Во льдах, которые никогда не подвергались нагреву выше, примерно, 100 градусов Кельвина (–173 градуса по шкале Цельсия) в огромном количестве присутствуют пылевые частицы, требующие для своего образования очень высоких температур, например, кристаллические силикаты, в первую очередь оливины.

В межзвёздном веществе, из которого образовалось Солнце и вся Солнечная система включая кометы, те же оливины присутствуют в некристаллической (аморфной) форме, где порядок молекул нарушен и они нагромождены в самых разных взаимных конфигурациях. Более того, считается, что мелкие кристаллики, даже образовавшись, не могут долго прожить в газо-пылевых облаках: кристаллическую структуру быстро разрушают высокоэнергичные кванты света и беспорядочно снующие по Галактике заряженные частицы – космические лучи. В кометах-то их защищают слои твёрдого вещества, в которые они сами, вместе с газом, смерзаются.

Отсюда кажется очевидным вывод, что кристаллические силикаты должны каким-то образом появляться уже в момент образования Солнечной системы и планетных систем вокруг других звёзд.

Образуются они благодаря своего рода прокаливанию, отжигу, аморфных частичек, при котором молекулы разрушают беспорядочные связи друг с другом, а потом при образовании новых связей выстраиваются в «правильном» кристаллическом порядке.

Такое прокаливание могло бы происходить, к примеру, при вспышках на молодых звёздах, которые вообще подвержены вспышечной активности. Когда звезда только образуются, она до поры до времени растёт медленной аккрецией – выпадением вещества из газопылевого диска, в который превращается исходное облако, на звёздный зародыш. При этом высвобождается энергия, и, когда в результате какой-нибудь неустойчивости темп аккреции резко увеличивается, звезда вспыхивает, диск прогревается – и может происходить отжиг оливинов. Потом каким-то образом кристаллики должны выноситься в далёкие, холодные области аккреционного диска, где впоследствии образуются кометы.

Однако до сих пор все эти рассуждения были лишь умозрительной моделью. Авторам письма, опубликованного в сегодняшнем номере Nature, удалось показать, что это происходит в действительности.

Учёные под руководством Атиллы Юхаса из Института астрономии общества имени Макса Планка в немецком Гейдельберге изучили последствия вспышки, произошедшей на молодой звезде EX Волка (EX Lupi) в январе 2008 года, когда блеск звезды поднялся более чем в 100 раз. Астрономы полагают, что причиной такого события как раз стала какая-то неустойчивость в диске, вылившаяся в резкое увеличение темпов выпадения вещества на поверхность звезды.

Инфракрасный спектр звезды, полученный после вспышки, сильно отличался от такового, полученного в ходе программы изучения молодых звёзд телескопом имени Спитцера тремя годами ранее.

В частности, в спектре появились линии кристаллической формы форстерита – магниевой соли ортокремниевой кислоты, Mg₂SiO₄.

Точно такие же линии прежде находили в спектрах многих комет. И судя по спектру, до вспышки этот минерал присутствовал здесь лишь в аморфной фазе.