Астрономы стали свидетелями столкновения двух планет в далекой системе, похожей на нашу

Обнаружены странные колебания в свете удаленной звезды, которые связывают с пылью, поднятой в результате сильного столкновения планет, удивительно напоминающего то, что привело к образованию Луны.

Об этом сообщает издание «Последние события» со ссылкой на пресс-релиз Вашингтонского университета (UW).

Считается, что около 4,5 миллиарда лет назад планета размером с Марс, известная как Тея, столкнулась с Землей, отбросив материал, который в конечном итоге слился в Луну. Хотя ранняя Солнечная система характеризовалась столкновениями между крупными протопланетами, это событие, по-видимому, не имело аналогов.

Аспирант UW Анастасиос Цанидакис просматривал старые данные телескопов, когда заметил нечто очень странное в отношении Gaia20ehk — звезды, удаленной на 11 000 световых лет, на которую раньше никто не обращал особого внимания. Это звезда типа F, на 30 процентов массивнее Солнца и, судя по всему, гораздо моложе, но она все же достаточно старая, чтобы достичь стабильной стадии своей жизни.

«Световой поток звезды был ровным и стабильным, но начиная с 2016 года в ней наблюдались три спада яркости. А потом, примерно в 2021 году, она вообще сошла с ума», — сказал Цанидакис. «Я не могу не подчеркнуть, что звезды, подобные нашему Солнцу, так не ведут себя. Поэтому, когда мы увидели эту, мы подумали: «Эй, что здесь происходит?»

У Цанидакиса и его коллег не было никакого объяснения такому поведению, пока они не посмотрели на инфракрасные снимки этой звезды.

«Инфракрасная кривая света была полной противоположностью видимой», — сказал Цанидакис. «Когда видимый свет начал мерцать и тускнеть, инфракрасный свет резко усилился, что может означать, что материал, блокирующий звезду, горячий — настолько горячий, что светится в инфракрасном диапазоне».

Внезапная вспышка горячей пыли — это то, чего можно было бы ожидать от лобового столкновения, но закономерность, которую обнаружил Цанидакис, была сложнее: ранее высвобождались меньшие количества.

«Это могло быть вызвано тем, что две планеты приближались друг к другу по спирали», — сказал Цанидакис. «Сначала у них была серия косых столкновений, которые не производили много инфракрасной энергии. Затем произошло крупное катастрофическое столкновение, и инфракрасное излучение действительно резко возросло».

Удивительным во всем этом является то, что пыль вращается вокруг Gaia20ehk на расстоянии около 165 миллионов километров, что почти равно расстоянию, на котором Земля вращается вокруг Солнца. Это означает, что света от Gaia20ehk не хватит, чтобы поддерживать его горячим, и со временем он остынет до такой степени, что значительная его часть конденсируется, вероятно, в спутник планеты, которая подверглась удару. Масса пыли составляет менее 1 процента массы Луны, но более крупные объекты внутри нее будут незаметны, поскольку они не рассеяны так, как пыль.

Временные рамки этого процесса неизвестны. Большая часть процесса будет невидимой для нас — учитывая расстояние, это не та система, в которой астрономы могут непосредственно наблюдать за планетами, даже теми, которые временно очень горячие.

«Невероятно, что различные телескопы зафиксировали это столкновение в реальном времени», — отметил Цанидакис. «В записях есть лишь несколько других случаев столкновений планет любого типа, и ни один из них не имеет столько сходства со столкновением, которое создало Землю и Луну. Если мы сможем наблюдать больше таких моментов в других частях галактики, это многое научит нас о формировании нашего мира».

Хотя это событие и было экстраординарным, его обнаружение не было чистой случайностью, а стало результатом необычной темы докторской диссертации, которую выбрал Цанидакис. Он исследует записи о звездах, полученные космическим телескопом «Гая», и ищет примеры экстремальной изменчивости в течение десятилетия или более. «Немногие исследователи ищут явления таким образом, а это означает, что потенциально можно сделать любые открытия», — сказал старший автор исследования, доктор Джеймс Девенпорт.

Как они надеются, эти возможности увеличатся, когда станут доступны расширенные данные от телескопа «Вера Рубин», что резко увеличит количество звезд, изменения которых мы можем наблюдать.

«Насколько редким является явление, которое создало Землю и Луну? Этот вопрос является фундаментальным для астробиологии», — говорит Девенпорт. «Похоже, Луна является одним из тех волшебных ингредиентов, которые делают Землю благоприятным местом для жизни. Он помогает защищать Землю от некоторых астероидов, вызывает приливы и отливы в океанах и погодные явления, способствующие глобальной взаимосвязи химических и биологических процессов, а также, возможно, играет определенную роль в стимулировании активности тектонических плит. Пока мы не знаем, насколько распространены такие процессы. Но если нам удастся зафиксировать больше таких столкновений, мы начнем разбираться в этом».

Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.