Dodano: 30 październik 2019r.

Zderzenie planet w odległym systemie

W układzie BD +20 307, który znajduje się 300 lat świetlnych od nas, doszło do zderzenia dwóch egzoplanet. Astronomowie odkryli pozostałości po tym kosmicznym kataklizmie. Badania skutków kolizji daje naukowcom nowe spojrzenie na to, co może się stać, gdy planety zderzą się ze sobą. Podobne wydarzenie w naszym Układzie Słonecznym mogło uformować nasz Księżyc.

Zderzenie planet w odległym systemie

 

Prawie dziesięć lat temu astronomowie odkryli układ gwiezdny BD +20 307, znajdujący się około 300 lat świetlnych od nas. To układ krążących wokół siebie dwóch gwiazd w wieku około miliarda lat. W układzie tym astronomowie dostrzegli obłoki pyłu i skalnych odłamków. Co ciekawe, ten kosmiczny gruz ma znacznie wyższą temperaturę, niż można by się tego spodziewać po układzie gwiazd w tym wieku. To wskazuje na to, że powstał stosunkowo niedawno. Jak uważają badacze, stało się to w wyniku w kosmicznej kolizji dwóch obiektów wielkości planet.

Obserwacje sprzed dziesięciu lat, wykonane przy pomocy obserwatoriów naziemnych oraz Kosmicznego Teleskopu Spitzera, dały pierwsze wskazówki na temat tego zderzenia. Teraz astronomowie, przy użyciu pracującego w podczerwieni instrumentu SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), wykazali, że jasność chmury szczątków wzrosła o ponad 10 procent. To wskazuje, że układzie BD +20 307 jest jeszcze więcej ciepłego gruzu.

 

Wyniki nowych obserwacji ukazały się na łamach pisma „Astrophysical Journal”.

Badania sugerują, że ekstremalne zderzenie między skalistymi egzoplanetami mogło mieć miejsce stosunkowo niedawno. Tego typu kolizje mogą całkowicie zmieniać oblicze systemów planetarnych. Według wiodącej teorii, zderzenie obiektu wielkości Marsa z Ziemią, które miało miejsce 4,5 miliarda lat temu, doprowadziło do uformowania się naszego Księżyca.

Ewolucja układów planetarnych

- Ciepły pył wokół BD +20 307 daje nam wgląd w to, jak katastrofalne mogą być zderzenia między skalistymi egzoplanetami. Chcemy wiedzieć, jak ten system będzie ewoluował po kataklizmie – powiedziała Maggie Thompson z University of California w Santa Cruz, główny autorka publikacji.

Chmury pyłu są wszechobecne w przestrzeni kosmicznej. To z nich powstają planety. Cząsteczki pyłu unoszące się wokół młodych gwiazd łączą się w coraz większe obiekty i tak rosną przez miliony lat, aż staną się w pełni uformowanymi planetami. Kiedy planety osiadają na swoich orbitach, wiele mniejszych cząstek pyłu i gruzu, które nie posłużył jako budulec planet, zostaje wchłoniętych przez gwiazdę lub jest wypychane na obrzeża układu przez promieniowanie gwiazdy. Dlatego badacze byli zaskoczeni tym odkryciem. Nikt nie spodziewał się ciepłego pyłu w otoczeniu tak starych gwiazd.

Ciepły pył wokół starszych gwiazd, takich jak nasze Słońce i dwie gwiazdy w układzie BD +20 307, powinien już dawno zniknąć. Badanie kosmicznego gruzu wokół tych gwiazd nie tylko pomaga astronomom dowiedzieć się, jak ewoluują systemy planetarne, ale także buduje pełniejszy obraz historii naszego własnego Układu Słonecznego.

Zderzenie planet najlepszym wyjaśnieniem

- Jest to rzadka okazja do zbadania katastrofalnych zderzeń, które zdarzają się późno w historii systemu planetarnego - powiedziała Alycia Weinberger, pracownik naukowy z Carnegie Institution for Science, współautorka badań. - Obserwacje przy pomocy instrumentu SOFIA pokazują zmiany dysku pyłów w skali zaledwie kilku lat – dodała.

Obserwacje w podczerwieni mają kluczowe znaczenie w odkrywaniu wskazówek ukrytych w kosmicznym pyle. Obserwowany w świetle podczerwonym układ BD +20 307 jest znacznie jaśniejszy, niż można by oczekiwać po samych gwiazdach. Dodatkowa energia pochodzi z blasku pyłowych szczątków, których nie można zobaczyć przy innych długościach fal.

Chociaż istnieje kilka mechanizmów, które mogą powodować, że pył jest jaśniejszy – może chociażby pochłaniać więcej ciepła z gwiazd lub zbliżać się do nich - jest mało prawdopodobne, żeby zdarzyło się to przeciągu zaledwie 10 lat. To bardzo krótki czas w kosmicznej skali. Zderzenia planetarne jest najlepszym wyjaśnieniem nagłego wzrostu jasności obserwowanego w na przestrzeni ostatnich kilku lat.

Naukowcy obecnie analizują dane z obserwacji uzupełniających, aby sprawdzić, czy w systemie dochodzi do dalszych zmian.

 

Źródło: NASA, fot. NASA/SOFIA/Lynette Cook