Астрономы выяснили происхождение необычной структуры «кошачий хвост» в пылевом диске молодой звезды Бета Живописца (β Pictoris), расположенной примерно в 63 световых годах от Земли. Согласно исследованию специалистов Университета Аризоны, она появилась после столкновения двух крупных тел, сопоставимых по размерам с карликовыми планетами. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters, а её ведущим автором стала аспирантка планетологии Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны Арин Авсар.
Бета Живописца привлекает исследователей молодым возрастом, близостью к Солнечной системе и хорошо различимым обломочным диском. Его геометрия позволяет получать детальные изображения структуры сбоку, включая искривления и асимметрии. В системе также обнаружены признаки экзокомет, а три планеты удалось сфотографировать напрямую. Планета Beta Pictoris c стала ближайшей к своей звезде экзопланетой, которую когда-либо наблюдали таким способом.
В 2024 году космический телескоп James Webb впервые показал диск Беты Живописца в инфракрасном диапазоне. Тогда учёные обнаружили протяжённый вторичный диск с изогнутым продолжением, отклонённым от основной плоскости, и назвали эту структуру «кошачьим хвостом». Она простирается примерно на 1000 астрономических единиц и связана с другими особенностями системы: скоплением угарного газа, искривлением диска и асимметрией в его юго-западной части.
Чтобы найти структуру в рассеянном свете, исследователи использовали космический телескоп «Хаббл» и спектрограф STIS. Наблюдения проводились в шесть этапов с 2012 по 2025 год. Цвет и яркость рассеянного света позволяют оценить размеры, пористость и состав пылевых частиц, а значит, установить происхождение вещества.
Авторы пришли к выводу, что «кошачий хвост» почти полностью состоит из пористого органического тугоплавкого материала с высоким содержанием углерода. Такие длинные углеродные цепочки поглощают видимый свет, поэтому частицы выглядят почти чёрными и долго оставались незаметными для наблюдений в этом диапазоне. По словам Авсар, структура могла возникнуть после столкновения тел размером примерно с Плутон, а вещество, вероятно, поступило из внутренних областей разрушившихся планетезималей.
Расчёты показали, что масса каждого столкнувшегося тела составляла около 1–3 × 1021 кг, тогда как в самом «хвосте» оказалось примерно 2 × 1019 кг органического тугоплавкого вещества. Это соответствует примерно 1–3 массам карликовой планеты Цереры и нескольким процентам массы Луны. При плотности, характерной для карликовых планет Солнечной системы, радиус исходных объектов должен был находиться в пределах 600–800 км, что сопоставимо с размерами Харона и Макемаке. Учёные также отметили, что механизм образования столь мелких и одновременно очень пористых частиц пока остаётся неясным: возможно, при столкновении углеродное вещество испарилось, а затем повторно сконденсировалось при охлаждении.