Історія нашої Сонячної системи пронизана зіткненнями. Зіткнення допомогли створити планети Землі та припинити правління динозаврів. І масове зіткнення між Землею і стародавнім тілом на ім'я Тея, ймовірно, створило Місяць.
Зараз астрономи знайшли докази зіткнення двох екзопланет у віддаленій Сонячній системі.
Наша Сонячна система є відносно усталеним місцем зараз, порівняно з її молодими роками. Якщо ми хочемо бачити планети, що стикаються, ми повинні дивитися на віддалені системи. Це те, що зробила команда астрономів, коли вони вказали на космічний телескоп Спітцер та наземні обсерваторії на BD +20 307, подвійну зіркову систему, що знаходиться приблизно за 300 світлових років.
Зіркам у цій системі близько мільярда років, достатньо старих для того, щоб речі встигли впасти до моменту зіткнення. Але коли вони дивилися на це близько десятиліття тому, вони побачили закручене сміття, тепліше, ніж вони очікували. У системі з мільярдами зірок досі будь-яке сміття вже повинно було охолонути, тому його наявність свідчить про нещодавнє зіткнення.
Ці спостереження десятиліття, і останнім часом астрономи використовували SOFIA (Стратосферну обсерваторію інфрачервоної астрономії), щоб ще раз поглянути на систему BD +20 307. Вони виявили, що інфрачервона яскравість уламків зросла приблизно на 10%, що свідчить про те, що в системі є ще більше теплих сміття.
"Враховуючи зрілий вік BD +20 307, вкрай незвично система має такі великі кількості теплого пилу протягом ~ 1 серпня."
З «Дослідження еволюції теплого пилу, що оточує BD +20 307 за допомогою SOFIA»
Ці результати опубліковані в Astrophysical Journal. Головний автор - Меггі Томпсон, аспірантка UC Santa Cruz. Заголовок статті - «Вивчення еволюції теплого пилу, що оточує BD +20 307 за допомогою SOFIA».
"Тепла пил навколо BD +20 307 дає нам уявити, яким може бути катастрофічний вплив між скелястими екзопланетами", - сказав Томпсон. «Ми хочемо знати, як ця система згодом розвивається після надзвичайного впливу».
Наша Сонячна система має колекції скельних уламків, як пояс астероїда. Але це старе, холодне сміття, результат стародавніх зіткнень. Він також віддалений від Сонця, ніж диск сміття в BD +20 307. Якби далека цивілізація дивилася на нашу Сонячну систему, вони б вимірювали вік Сонця, розташування та температуру скелястих уламків, і це мало б сенс.
"Це рідкісна можливість вивчати катастрофічні зіткнення, що трапляються пізно в історії планетарної системи".
Аліція Вайнбергер, провідний слідчий.
Але в системі BD +20 307 щось не так складно. Просто не повинно бути так багато пилу, такого теплого, так близько до бінарних зірок. Якщо масові зіткнення між планетами трапляються лише в хаотичні перші роки життя Сонячної системи, то цей пил уже давно повинен зникнути. Зазвичай пил видаляється через зіткнення каскаду, де неодноразові зіткнення постійно розбиваються на більш дрібні та менші шматки. Врешті-решт шматочки настільки малі, що тиск випромінювання зірок здуває їх.
"Це рідкісна можливість вивчити катастрофічні зіткнення, що трапляються пізно в історії планетарної системи", - сказала Аліція Вайнбергер, науковий співробітник відділу земного магнетизму Інституту Карнегі для науки у Вашингтоні та головний слідчий проекту. "Спостереження SOFIA показують зміни в запиленому диску в часовому масштабі всього за кілька років".
Є й інші потенційні пояснення цього теплого пилу. Це може бути ближчим до зірок і поглинаючи більше енергії. Але це навряд чи відбудеться лише через 10 років, що є лише коротким моментом в астрономічному плані. Це також малоймовірно, оскільки в міру зменшення розміру пилового зерна в результаті каскадного каскаду пил, швидше за все, викидається сонячним випромінюванням.
Існує ще один процес, який регулює поведінку пилу навколо зірки. Це називається ефектом Пойнтінга-Робертсона. Це тип перетягування, який може призвести до того, що частинки, занадто великі, можуть бути здуті сонячним випромінюванням, щоб спірально перетворитися на зірку. Коли пил рухається ближче до зірки, то стає тепліше.
У своїй роботі автори обговорюють деякі інші можливості. Обидві зірки в цій системі - це зірки типу F, які зазвичай не змінюються. Але у двійкових парах вони можуть бути, хоча їх мінливість зменшується з віком.
Якщо в одній або обох зірках є мінливість і якщо диск сміття, що оточує зірки, нахилений відносно орбітальної площини зірок, це може спричинити прогрівання дискового сміття. Якщо гарячі точки на зірках генерують більше рентгенівських променів, а якщо диск сміття нахилений, то це може спричинити зігріваючі уламки, які виявили астрономи.
Автори зазначають, що до певного висновку потрібно більше спостережень. Але саме зараз планетарне зіткнення відповідає найкращим доказам. А це означає, що тут є реальна можливість. Як говориться у висновку своєї статті, «Розуміння BD +20 307 та інших подібних систем із надзвичайно запиленими дисковими сміттями може сприяти нашим знанням про катастрофічні зіткнення, вплив бінарних зірок на диски сміття та еволюцію планетарних систем».
Більше:
- Прес-реліз: Коли екзопланети стикаються
- Дослідницький документ: Вивчення емісії теплого пилу BD +20 307 за допомогою SOFIA
- Вікіпедія: Дисковий сміттєвий круг
