Jak wygląda zderzenie planet?

Astronomowie obserwując niezwykłe zachowanie gwiazdy, odkryli, że zderzenie okrążających ją planet mogło spowodować zmiany jego jasności. Badania te mogą pomóc lepiej zrozumieć te kosmiczne katastrofy i ich wpływ na otoczenie.

.Naukowcy pod kierownictwem Anastasiosa Tzanidakisa z University of Washington, przeglądali archiwalne dane astronomiczne z 2020 roku, w których udało im się znaleźć pozornie zwyczajną gwiazdę, która zachowywała się w niezwykły sposób. Oznaczona jako Gaia20ehk, znajdowała się około 11 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, w pobliżu gwiazdozbioru Rufy. Była to stabilna gwiazda „ciągu głównego”, bardzo podobna do naszego Słońca, co oznacza, że powinna emitować stałe, przewidywalne światło, jednak w pewnym momencie zaczęła gwałtownie migotać.

„Jasność gwiazdy była początkowo nieodstępująca od normy, ale począwszy od 2016 roku pojawiły się trzy jej spadki. Następnie, mniej więcej około 2021 roku, wszystko kompletnie zwariowało. Gwiazdy takie jak nasze Słońce tak się nie zachowują, co niezwykle nas zdziwiło” – mówi Anastasios Tzanidakis z University of Washington.

W ramach nowego badania, astronomowie postanowili przyjrzeć się bliżej niezwykłemu obiektowi i odkryli, że przyczyna migotania nie miała nic wspólnego z samą gwiazdą, ale ogromne ilości skał i pyłu, które pozornie pojawiały się znikąd, zaczęły przechodzić przed jej tarczą, gdy materiał krążył w układzie, miejscami przyciemniając światło docierające do Ziemi. Badacze odkryli, że prawdopodobnym źródłem całego tego gruzu było coś jeszcze bardziej niezwykłego – katastrofalne zderzenie dwóch planet. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”.

„To niesamowite, że różne teleskopy uchwyciły to zderzenie w czasie rzeczywistym. Istnieje tylko kilka innych zarejestrowanych zderzeń planet jakiegokolwiek rodzaju, a żadne nie wykazuje tak wielu podobieństw do kolizji, która doprowadziła do powstania Ziemi i Księżyca. Jeśli uda nam się zaobserwować więcej takich zdarzeń gdzieś indziej w galaktyce, pomoże nam to lepiej zrozumieć, jak powstała nasza planeta” – podkreśla Anastasios Tzanidakis.

Jak opisują naukowcy, planety powstają, gdy grawitacja zmusza krążącą wokół nowo powstałej gwiazdy materię, taką jak pył, gaz, lód lub skalne odłamki, do łączenia się. Wczesne układy planetarne są chaotyczne, planety mogą się w nich zderzać i zostawać zniszczone, przekształcone lub mogą zostać wyrzucone w przestrzeń kosmiczną. W procesie stabilizacji, trwającym nawet 100 milionów lat, układy planetarne takie jak nasz stopniowo redukują liczbę planet i osiągają stan równowagi.

.Choć zderzenia planet prawdopodobnie są powszechne we Wszechświecie, zaobserwowanie jednego w odległym układzie planetarnym wymaga od badaczy cierpliwości i szczęścia. Orbita obcych światów musi ustawić je dokładnie między urządzeniami obserwacyjnymi a ich gwiazdą, tak aby powstałe szczątki zasłoniły część jej światła. Ten charakterystyczny początkowy sygnał migotania rozwija się następnie przez lata.

Zachowanie Gaia20ehk, jak podkreślają naukowcy, początkowo stanowiło jednak zagadkę. Szczególny typ zmian jasności tej gwiazdy (krótkie spadki, a następnie chaos) nigdy wcześniej nie zostały obserwowane. Dlatego też astronomowie zdecydowali się wykorzystać dane z różnych innych teleskopów, aby poszukać światła podczerwonego zamiast światła widzialnego, emitowanego przez obiekt.

„Krzywa blasku w podczerwieni była całkowitym przeciwieństwem krzywej w świetle widzialnym. Gdy światło widzialne zaczęło migotać i słabnąć, światło podczerwone gwałtownie wzrosło, co może oznaczać, że materiał blokujący gwiazdę był gorący, tak gorący, że świecił w podczerwieni” – zaznacza Anastasios Tzanidakis.

Zderzenie planet z pewnością mogłoby wytworzyć wystarczająco dużo ciepła, aby wyjaśnić energię wykrytą w podczerwieni, a odpowiedni jego rodzaj mógłby również wyjaśnić początkowe spadki jasności.

„To mogło być spowodowane tym, że dwie planety zbliżały się do siebie po spirali. Na początku mogła mieć miejsce seria mniejszych stycznych zderzeń, które nie wytwarzałyby dużo energii w podczerwieni. Potem jednak doszło do wielkiej katastrofalnej kolizji i emisja w podczerwieni naprawdę gwałtownie wzrosła” – tłumaczy Anastasios Tzanidakis.

.Astronomowie, wskazują również, że istnieją przesłanki wskazujące, że zderzenie to mogło przypominać to, w wyniku, którego powstała Ziemi i Księżyc około czterech i pół miliarda lat temu. Chmura pyłu krążyła wokół Gaia20ehk w odległości około jednej jednostki astronomicznej, czyli w takim samym odstępie, jak Ziemi od Słońca. W tej odległości materia może ostatecznie ochłodzić się na tyle, aby powstało coś podobnego do naszego układu Ziemia-Księżyc. Naukowcy nie mogą być jednak tego pewni, dopóki w tym pył nie uspokoi się, co może potrwać kilka lub kilka milionów lat.

Emil Gołoś