Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба зазирнули у серце Туманності Метелика (NGC 6302), розташованої за 3 400 світлових років у сузір’ї Скорпіона, і знайшли підказки, які допомагають зрозуміти, як формуються планети, подібні до Землі. Це відкриття дає змогу краще простежити шлях від космічного пилу до кам’янистих світів.
У центрі туманності інструменти Webb виявили щільний тор з пилу, що оточує надзвичайно гарячу зорю, температура якої сягає 220 000 кельвінів. Усередині цього кільця містяться кристалічні силікати, зокрема кварц, а також частинки неправильної форми. Деякі з них мають розмір близько мікрометра — це чимало за космічними мірками, що свідчить про довгі періоди їхнього росту.
На думку дослідників, у туманності співіснують «коштовні камені», що формуються в спокійних областях простору, та пил, народжений у турбулентних зонах з інтенсивними потоками речовини. Така комбінація натякає на те, що будівельні блоки для планет можуть виникати за дуже різних умов.
Ще однією несподіванкою стало виявлення слідів поліциклічних ароматичних вуглеводнів — складних вуглецевих молекул, подібних до тих, що утворюються на Землі під час горіння чи вихлопів двигунів. Це перші свідчення їхньої появи всередині киснево-багатої планетарної туманності. Вчені вважають, що такі структури могли зароджуватися, коли зоряні вітри врізалися в навколишній газ. Це відкриття розглядається як важлива підказка щодо походження хімії, сприятливої для життя, у космічному середовищі.
Окрім цього, у потужних джетах, що викидаються з центральної зорі, було зафіксовано атоми заліза й нікелю. Розподіл елементів виявився упорядкованим: речовини, які потребують більше енергії, зосереджені ближче до центру, а ті, що вимагають менше, — на периферії.
Туманність Метелика вже давно є об’єктом численних досліджень, однак Webb дозволив побачити її в безпрецедентних деталях. Вона належить до біполярних туманностей: подвійні газові «крила» простягаються від густого пилового тора, який приховує зорю і спрямовує матерію у видовищні форми. Спостереження в середньому інфрачервоному діапазоні за допомогою інструмента MIRI, у поєднанні з даними радіоінтерферометра ALMA в Чилі, дозволили зафіксувати майже 200 спектральних ліній, що відповідають різним атомам і молекулам. Це вперше дало можливість точно визначити місце центральної зорі, яку неможливо було побачити в оптичному світлі через густий пил.
Результати, опубліковані в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, розкривають механізми росту та трансформації космічного пилу і показують, як він стає основою для формування планетних систем.