Астрономи спостерігали зіткнення двох планет, схоже на те, яке створило Землю та Місяць

Виявлено катастрофічне зіткнення двох планет навколо зорі, схожої на наше Сонце, і на відстані, що дорівнює відстані від Сонця до Землі.

Про це повідомляють у Вашингтонському університеті (UW), передають OstanniPodii.com.

Зоря Gaia20ehk знаходиться на відстані близько 11 000 світлових років від нас поблизу сузір’я Корми. Вона поводилася дуже дивно, хоча зазвичай не привертала до себе уваги. Це стабільна зоря «головної послідовності», дуже схожа на наше Сонце, а отже, вона мала випромінювати рівномірне, передбачуване світло. Однак ця зоря почала сильно мерехтіти.

«Світловий потік зорі був рівним і стабільним, але починаючи з 2016 року у ній спостерігалися три спади яскравості. А потім, приблизно у 2021 році, вона взагалі зійшла з розуму», — сказав Анастасіос (Енді) Цанідакіс, аспірант з астрономії в UW. «Я не можу не підкреслити, що зорі, подібні до нашого Сонця, так не поводяться. Тож коли ми побачили цю, ми подумали: «Гей, що тут відбувається?»

Причина мерехтіння не мала нічого спільного із самою зорею: величезні кількості каменів і пилу — які, здавалося, з’явилися з нізвідки — пролітали перед віддаленою зорею, коли матеріал обертався навколо системи, нерівномірно затемнюючи світло, що досягало Землі. Ймовірне джерело всього цього сміття було ще більш дивовижним: катастрофічне зіткнення двох планет.

«Неймовірно, що різні телескопи зафіксували це зіткнення в реальному часі», — каже Цанідакіс. «У записах є лише кілька інших випадків зіткнень планет, і жоден з них не має стільки схожості із зіткненням, яке створило Землю та Місяць. Якщо ми зможемо спостерігати більше таких моментів в інших частинах галактики, це багато чого навчить нас про формування нашого світу».

Аналіз був опублікований 11 березня в журналі The Astrophysical Journal Letters.

Зоря Gaia20ehk — на цьому зображенні вона розташована в центрі помаранчевого перехрестя на вставці. Photo: NASA/NSF NOIRLab

Планети утворюються, коли гравітація згущує матерію, що обертається навколо нової зорею — наприклад: пил, газ, лід або кам′яні уламки. Ранні планетарні системи хаотичні — протопланети регулярно зіштовхуються та вибухають або відлітають у космічний простір. Завдяки цьому процесу, який триває, можливо, понад 100 мільйонів років, планетарні системи, подібні до нашої Сонячної системи, відсівають свої планети та досягають рівноваги.

Хоча такі зіткнення, ймовірно, є досить поширеними, спостереження за одним з них у віддаленій системі вимагає терпіння та вдачі. Орбіти планет повинні пролягати безпосередньо між нами та їхньою зорею, щоб утворені уламки затуляли частину її світла. Потім характерне мерехтіння триває роками.

«Унікальна робота Енді використовує дані, зібрані протягом десятиліть, щоб виявити те, що відбувається повільно — астрономічні історії, які розгортаються протягом десятиліття», — сказав старший автор дослідження Джеймс Девенпорт, доцент кафедри астрономії UW. «Небагато дослідників шукають явища таким чином, а це означає, що потенційно можна зробити безліч відкриттів».

Цанідакіс, провідний автор дослідження, вивчає екстремальну мінливість зірок у часі. У своїй попередній роботі він виявив систему з подвійною зорею та великою хмарою пилу, що спричинила семирічне затемнення.

Однак поведінка Gaia20ehk поставила нову загадку. Такі особливі коливання зорі — короткі спади яскравості, а потім хаос — раніше ніколи не спостерігалися. Команда була в розгубленості, поки Девенпорт не запропонував використовувати дані з іншого телескопа з метою пошуку інфрачервоного світла, а не видимого.

«Крива інфрачервоного світла була повною протилежністю кривої видимого світла», — сказав Цанідакіс. «Коли видиме світло почало мерехтіти та тьмяніти, інфрачервоне світло різко зросло. Це може означати, що матеріал, який блокує зорю, гарячий — настільки гарячий, що світиться в інфрачервоному діапазоні».

Катастрофічне зіткнення між планетами, безсумнівно, могло б генерувати достатньо тепла, щоб пояснити інфрачервону енергію. Що більше, відповідний тип зіткнення міг би також пояснити ті початкові спади яскравості.

«Це могло бути спричинено тим, що дві планети наближалися одна до одної по спіралі», — сказав Цанідакіс. «Спочатку вони мали серію косих зіткнень, які не виробляли б багато інфрачервоної енергії. Потім сталося велике катастрофічне зіткнення, і інфрачервоне випромінювання дійсно різко зросло».

Є також підказки, що це зіткнення нагадує те, яке створило Землю та Місяць близько чотирьох з половиною мільярдів років тому. Хмара пилу обертається навколо Gaia20ehk на відстані приблизно однієї астрономічної одиниці, що дорівнює відстані від Сонця до Землі. На такій відстані матеріал з часом може охолонути настільки, що затвердіє у щось схоже на нашу систему Земля-Місяць. Вчені, такі як Цанідакіс і Девенпорт, не можуть знати напевно, доки пил не осяде — у буквальному сенсі — у цій системі. Це може зайняти кілька років або кілька мільйонів.

Тим часом їхнє відкриття є закликом до дії, щоб знайти більше зіткнень. Потужний "Оглядовий телескоп Саймоні" в обсерваторії Вери С. Рубін буде ідеально підходити для цього завдання; приблизні розрахунки Давенпорта показують, що Рубін зможе виявити 100 нових зіткнень протягом наступних 10 років. Це в кінцевому підсумку може допомогти звузити пошук придатних для життя світів за межами нашої Сонячної системи.

«Наскільки рідкісним є явище, яке призвело до утворення Землі та Місяця? Це питання є фундаментальним для астробіології», — зазначає Девенпорт. «Схоже, Місяць є одним з тих чарівних інгредієнтів, які роблять Землю сприятливим місцем для життя. Він допомагає захищати Землю від деяких астероїдів, зумовлює припливи й відпливи в океані та погодні явища, що сприяють глобальному взаємозв’язку хімічних і біологічних процесів, а також, можливо, відіграє певну роль у стимулюванні активності тектонічних плит. Наразі ми не знаємо, наскільки поширені такі динамічні процеси. Але якщо ми зафіксуємо більше таких зіткнень, то почнемо це з’ясовувати».

• Екзопланети