Przejdź do treści

Gdy egzoplanety się zderzają

img

Dostrzeżenie następstw zderzenia dwóch egzoplanet daje naukowcom spojrzenie na to, co może się stać, gdy planety zderzą się ze sobą. Podobne zdarzenie w Układzie Słonecznym mogło uformować nasz Księżyc.

Znany jako BD +20 307, układ podwójny gwiazd znajduje się ponad 300 lat świetlnych od Ziemi, a jego składniki mają co najmniej miliard lat. Jednak ten dojrzały układ wykazuje oznaki wirowania zakurzonych szczątków, które nie są zimne, zgodnie z tym, czego można się spodziewać po gwiazdach w tym wieku. Szczątki są raczej ciepłe, co potwierdza, że powstały stosunkowo niedawno, w wyniku zderzenia się dwóch ciał wielkości planety.

Dziesięć lat temu obserwacje tego układu przez obserwatoria naziemne i kosmiczny teleskop Spitzera dały pierwsze wskazówki na temat tej kolizji, gdy odkryto ciepłe szczątki. Teraz obserwatorium Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) ujawniło, że jasność podczerwieni ze szczątków wzrosła o ponad 10% – znak, że teraz jest tam jeszcze więcej ciepłego pyłu.

Wyniki opublikowane w Astrophysical Journal potwierdzają, że ekstremalne zderzenie pomiędzy skalistymi egzoplanetami mogło mieć miejsce stosunkowo niedawno. Tego typu kolizje mogą zmienić układ planetarny. Uważa się, że zderzenie między ciałem wielkości Marsa i Ziemią 4,5 mld lat temu spowodowało powstanie szczątków, które ostatecznie uformowały Księżyc.

Planety powstają, gdy cząsteczki pyłu wokół młodej gwiazdy sklejają się i rosną z czasem. Resztki szczątków pozostają po uformowaniu się układu planetarnego, często w odległych, zimnych regionach, takich jak Pas Kuipera, położony poza orbitą Neptuna w naszym Układzie Słonecznym. Astronomowie spodziewają się znaleźć ciepły pył wokół młodych układów słonecznych. W miarę ewolucji cząsteczki pyłu nadal zderzają się i ostatecznie stają się na tyle małe, że albo zostają wydmuchane z układu, albo wciągnięte w gwiazdę. Ciepły pył wokół starszych gwiazd, takich jak nasze Słońce i układu BD +20 307, powinien już dawno zniknąć. Badanie zakurzonych pozostałości wokół gwiazdy nie tylko pomaga astronomom dowiedzieć się, jak ewoluują układy egzoplanet, ale także buduje pełniejszy obraz historii naszego własnego Układu Słonecznego.

Obserwacje w podczerwieni wykonane kamerą FORCAST teleskopu SOFIA mają kluczowe znaczenie dla odkrywania wskazówek ukrytych w kosmicznym pyle. Obserwowany w świetle podczerwonym układ ten jest znacznie jaśniejszy niż oczekiwano po samych gwiazdach. Dodatkowa energia pochodzi z poświaty zakurzonych szczątków, których nie można zobaczyć na innych długościach fali.

Chociaż istnieje kilka mechanizmów, które mogą powodować, że pył świeci jaśniej – może pochłaniać więcej ciepła z gwiazd lub zbliżać się do gwiazd – nie jest to zbyt prawdopodobne w przeciągu zaledwie dziesięciu lat. Jednak zderzenie planetarne z łatwością bardzo szybko wstrzyknęłoby dużą ilość pyłu. Daje to więcej dowodów na to, że dwie egzoplanety zderzyły się ze sobą. Zespół analizuje dane z obserwacji uzupełniających, aby sprawdzić, czy w układzie nastąpiły dalsze zmiany.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
When Exoplanets Collide

Źródło: NASA

Na zdjęciu: Wizja artystyczna dramatycznej kolizji dwóch skalistych egzoplanet w układzie BD +20 307, która zamienia obie w gruz. Źródło: NASA/SOFIA/Lynette Cook