Nasz Układ Słoneczny powstał w wyniku potężnych zderzeń między skalistymi ciałami. Obserwacje podobnego wypadku dostarczają informacji o tym, jak często takie kolizje występują w pobliżu innych gwiazd.
Większość skalistych planet i satelitów w naszym Układzie Słonecznym, w tym Ziemia i Księżyc, została uformowana lub wyrzeźbiona w wyniku potężnych zderzeń na początku historii układu. Skaliste ciała mogą zebrać dodatkowy materiał i urosnąć do większego ciała przez uderzenie lub mogą podzielić się na kilka mniejszych ciał przez uderzenie.
Astronomowie wcześniej odkryli fakty na temat tego typu kolizji wokół młodych gwiazd, gdy planety skaliste ewoluują, używając obecnie wycofanego z użytku Kosmicznego Teleskopu Spitzera. Obserwacje te pozostawiły jednak wiele informacji o zderzeniach, takich jak wielkość zaangażowanych elementów.
Grupa astronomów kierowana przez Kate Sue z University of Arizona stwierdziła, że po raz pierwszy zaobserwowano obłok szczątków z jednego z tych zderzeń, gdy przechodził przed swoją gwiazdą i szybko blokował światło. Nowe badanie zostało opublikowane w Czasopismo Astrofizyczne.
Jest to określane przez astronomów jako tranzyt. Obserwacje, w połączeniu z informacjami o wielkości i jasności gwiazdy, pozwoliły naukowcom obliczyć wielkość obłoku bezpośrednio po zderzeniu, oszacować wielkość zderzających się obiektów i śledzić częstotliwość rozchodzenia się chmur.
Nic nie zastąpi bycia naocznym świadkiem wydarzenia. Wszystkie wcześniej zgłoszone przypadki Spitzera nie zostały rozwiązane, a jedynie teoretyczne hipotezy dotyczą tego, jak może wyglądać rzeczywiste zdarzenie i chmura szczątków..
George Rick, współautor badania, University of Arizona
Su kierował zespołem, który w 2015 roku rozpoczął rutynowe badania HD 166191, gwiazdy mającej 10 milionów lat. Pył pozostały po stworzeniu gwiazdy zlepił się, tworząc kamienne ciała zwane planetami, zalążki przyszłych planet. wokół tego początkowego punktu życia. Katastrofalne zderzenia między tymi elementami stają się częste, gdy gaz, który wypełniał przestrzeń między nimi, się rozproszy.
W latach 2015-2019 zespół wykorzystał Spitzera do wykonania ponad 100 obserwacji HD 166191 w nadziei na znalezienie dowodów na jedną z tych kolizji. Chociaż planety są zbyt młode i zbyt daleko, aby można je było zobaczyć przez teleskop, ich kolizje generują dużo pyłu.
Spitzer zauważył światło podczerwone, które ma nieco dłuższe fale niż te widziane przez ludzkie oczy. Pyły, takie jak te pochodzące ze zderzeń protoplanetarnych, można wykryć za pomocą promieniowania podczerwonego.
HD 166191 stał się jaśniejszy w połowie 2018 r., co wskazuje na wzrost generowania śmieci, według teleskopu satelitarnego. Spitzer zidentyfikował również chmurę gruzu, która w tym okresie pokrywała gwiazdę. Zespół był w stanie określić rozmiar i kształt chmury szczątków, łącząc obserwacje tranzytu Spitzera z pomiarami naziemnymi.
Zgodnie z ich odkryciami, obłok był niezwykle wydłużony, o przybliżonej powierzchni co najmniej trzy razy większej od gwiazdy. Z drugiej strony, jasność podczerwona obserwowana przez Spitzera pokazuje, że tylko mały fragment obłoku przeszedł przed gwiazdą i że szczątki z tego zdarzenia przesłoniły obszar setki razy większy niż gwiazda.
W pierwotnej kolizji musiały uczestniczyć obiekty wielkości planet karłowatych, takie jak Westa w Układzie Słonecznym, które mają 530 mil (530 kilometrów) szerokości i znajdują się w głównym pasie planetoid pomiędzy Marsem a Jowiszem.
Pierwsze zderzenie wytworzyło wystarczającą ilość energii i ciepła, aby wyparować część materii. Wywołało to również reakcję łańcuchową zderzeń między elementami z pierwotnej kolizji a innymi małymi obiektami w systemie, co doprowadziło do odkrycia dużej ilości pyłu Spitzera.
Masywny obłok pyłu rozszerzył swoje rozmiary i przezroczystość w ciągu następnych kilku miesięcy, ujawniając, że pył i inne szczątki zostały szybko rozrzucone po powstającym układzie gwiezdnym. Chmura, która przeszła przed gwiazdą, wyblakła do 2019 roku, ale system wciąż zawiera dwa razy więcej pyłu, który był tam, zanim Spitzer go odkrył.
Według autorów raportu, informacje te mogą pomóc naukowcom w prowadzeniu eksperymentów na temat powstawania i rozwoju planet ziemskich.
Patrząc na dyski pyłowych gruzu wokół młodych gwiazd, możemy zasadniczo spojrzeć wstecz w czasie i zobaczyć procesy, które mogły ukształtować nasz Układ Słoneczny. Dowiadując się o skutkach zderzeń w tych układach, możemy również uzyskać lepsze wyobrażenie o tym, jak często planety skaliste tworzą się wokół innych gwiazd..
Kate Su, kierownik badań, Uniwersytet Arizony
Numer czasopisma:
Sue, Kyl, i inni. (2022) Wywołująca wstrząsy masa pyłu gwiezdnego w obszarze lądowym HD 166191. Czasopismo Astrofizyczne. doi.org/10.3847/1538-4357/ac4bbb.
źródło: https://www.jpl.nasa.gov/
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
