História našej slnečnej sústavy je prerušovaná kolíziami. Zrážky pomohli vytvoriť pozemské planéty a ukončiť vládu dinosaurov. A mohutná zrážka medzi Zemou a starým telom menom Theia pravdepodobne vytvorila Mesiac.
Teraz astronómovia našli dôkaz kolízie medzi dvoma exoplanetami vo vzdialenej slnečnej sústave.
Naša slnečná sústava je v súčasnosti relatívne pokojným miestom v porovnaní s jej mladšími rokmi. Ak chceme vidieť zrážky planét, musíme hľadať vzdialené systémy. To robil tím astronómov, keď nasmerovali Spitzerov vesmírny teleskop a pozemné observatóriá na BD +20 307, systém dvojhviezd vzdialený asi 300 svetelných rokov.
Hviezdy v tomto systéme sú staré asi miliarda rokov, dosť staré na to, aby sa veci ustálili, pokiaľ ide o kolízie. Keď sa na to asi pred desiatimi rokmi pozerali, uvideli víriace trosky, ktoré boli teplejšie, než očakávali. V systéme s miliardami rokov starými hviezdami by sa mal akýkoľvek úlomok už ochladiť, takže jeho prítomnosť naznačuje nedávnejšiu kolíziu.
Tieto pozorovania sú desať rokov staré a astronómovia nedávno použili SOFIA (Stratospheric Observatory for Infračervená astronómia), aby sa znova pozrieť na systém BD +20 307. Zistili, že infračervený jas trosiek sa zvýšil asi o 10%, čo naznačuje, že v systéme je ešte viac teplej trosiek.
"Vzhľadom na zrelý vek BD +20 307 je pre systém mimoriadne neobvyklé, že má také hojné množstvo teplého prachu v rozmedzí 1 AU."
Z „Štúdium vývoja obehov teplého prachu BD +20 307 pomocou SOFIA“
Tieto výsledky sú uverejnené v Astrofyzikálnom časopise. Hlavným autorom je Maggie Thompson, postgraduálna študentka UC Santa Cruz. Názov príspevku je „Štúdium vývoja obehov teplého prachu BD +20 307 pomocou SOFIA“.
"Teplý prach okolo BD +20 307 nám poskytuje pohľad na to, aké katastrofické dopady by mohli byť medzi skalnými exoplanetami," uviedol Thompson. "Chceme vedieť, ako sa tento systém následne vyvinie po extrémnom dopade."
Naša slnečná sústava má zbierky skalných úlomkov ako pás asteroidov. Ale sú to staré, studené trosky, výsledok starodávnych zrážok. Je tiež vzdialenejšia od Slnka ako disk s troskami v BD +20 307. Keby sa na našu slnečnú sústavu pozerala vzdialená civilizácia, zmerali by sme vek Slnka, polohu a teplotu skalnatého odpadu a to by malo zmysel.
"Je to vzácna príležitosť študovať katastrofické kolízie, ku ktorým dôjde neskoro v histórii planétového systému."
Alycia Weinberger, vedúca výskumu.
Ale v systéme BD +20 307 sa niečo celkom nedočíta. Nemalo by tam byť tak veľa prachu tak teplo, tak blízko binárnych hviezd. Ak dôjde k masívnym zrážkam medzi planétami iba v chaotických prvých rokoch života slnečnej sústavy, potom by mal tento prach už dávno zmiznúť. Prach sa zvyčajne odstraňuje kolíznou kaskádou, kde opakované zrážky neustále rozdeľujú horninu na menšie a menšie kúsky. Kusy sú nakoniec také malé, že ich vyhodí žiariaci tlak z hviezd.
„Je to vzácna príležitosť študovať katastrofické kolízie, ku ktorým dôjde neskoro v histórii planétového systému,“ uviedla Alycia Weinberger, vedecká pracovníčka oddelenia Carnegie pre vedecké oddelenie pre pozemský magnetizmus vo Washingtone a vedúci projektu. „Pozorovania SOFIA ukazujú zmeny v prašnom disku v časovom horizonte niekoľkých rokov.“
Pre tento teplý prach existujú ďalšie možné vysvetlenia. Mohlo by sa pohybovať bližšie k hviezdam a absorbovať viac energie. Je však nepravdepodobné, že by sa to udialo iba za 10 rokov, čo je z astronomického hľadiska len krátky moment. Je to tiež nepravdepodobné, pretože keď sa veľkosť zrn prachu znižuje kolíznou kaskádou, je pravdepodobnejšie, že prach bude uniknutý slnečným žiarením.
Existuje ďalší proces, ktorý riadi správanie sa prachu okolo hviezdy. Nazýva sa to Poynting-Robertsonov efekt. Je to druh odporu, ktorý môže spôsobiť, že sa príliš veľké častice odfúknu slnečným žiarením do špirály do hviezdy. Keď sa prach priblíži bližšie k hviezde, oteplí sa.
Vo svojom príspevku autori diskutujú o niektorých ďalších možnostiach. Obe hviezdy v tomto systéme sú hviezdy typu F, ktoré nie sú zvyčajne variabilné. Ale v binárnych pároch môžu byť, hoci ich variabilita s vekom klesá.
Ak existuje variabilita v jednej alebo obidvoch hviezdach a ak je úlomok disku obklopujúci hviezdy naklonený vzhľadom na obežnú rovinu hviezd, mohlo by to spôsobiť otepľovanie disku úlomkov. Ak horúce miesta na hviezdach generujú viac röntgenových lúčov a ak je disk s troskami naklonený, môže to spôsobiť otepľovanie, ktoré astronómovia zistili.
Autori tvrdia, že skôr, ako dôjde k definitívnemu záveru, sú potrebné ďalšie pozorovania. Ale práve teraz, planetárna kolízia vyhovuje dôkazom najlepšie. A to znamená, že tu existuje skutočná príležitosť. Ako sa uvádza v závere správy, „Porozumenie BD +20 307 a iným podobným systémom s extrémne prašnými diskami na trosky by mohlo rozšíriť naše znalosti o katastrofických kolíziách, o účinkoch binárnych hviezd na trosky a o vývoji planetárnych systémov.“
Viac:
- Tlačová správa: Keď sa exoplanety zrazia
- Výskumný článok: Štúdium vývoja obvodov teplého prachu BD +20 307 pomocou SOFIA
- Wikipedia: Circumstellar Debris Disk
