Veliki trki med kamnitimi telesi so oblikovali naš sončni sistem. Opazovanja podobnega strmoglavljenja dajejo namige o tem, kako pogosto se ti dogodki dogajajo okoli drugih zvezd.

Večina kamnitih planetov in satelitov v našem Osončju, vključno z Zemljo in Luno, je nastala ali oblikovana z množičnimi trki v zgodnji zgodovini Osončja. Skalnata telesa se lahko, ko se zlomijo, naberejo več materiala, povečajo ali pa se razbijejo na številna manjša telesa.

astronom. ga uporabljajo NASAZdaj upokojeni vesoljski teleskop Spitzer je v preteklosti dobil dokaze Takšni trki okoli mladih zvezd, kjer nastajajo skalnati planeti. Toda ta opažanja niso zagotovila veliko podrobnosti o razbijanju, kot je velikost vpletenih predmetov.

v novi študiji The Astrophysical Journal, skupina astronomov pod vodstvom Kate Su z Univerze v Arizoni poroča o prvih opazovanjih oblaka naplavin iz enega od teh trkov, ko je šel pred svojo zvezdo in za kratek čas blokiral svetlobo. Astronomi ga imenujejo a Tranzit, Skupaj z znanjem o velikosti in svetlosti zvezde so opazovanja raziskovalcem omogočila, da neposredno določijo velikost oblaka takoj po trku, ocenijo velikost trčečih predmetov in opazujejo hitrost, s katero se oblak širi.

Ta ilustracija prikazuje rezultat trka dveh velikih objektov velikosti asteroida. NASA-in Spitzer je opazil oblak ostankov, ki je blokiral zvezdo HD 166191 in znanstvenikom dal podrobnosti o razboju. kredit: NASA/JPL-Caltech

“Ni nadomestila za to, da si očividec incidenta,” je dejal George Rieke, tudi na Univerzi v Arizoni in soavtor nove študije. “Vsi primeri, o katerih so predhodno poročali iz Spitzerja, ostajajo nerešeni, z le teoretičnimi hipotezami o tem, kako bi lahko izgledal dejanski dogodek in oblak naplavin.”

V začetku leta 2015 je skupina, ki jo vodi Su, začela redno opazovati 10 milijonov let staro zvezdo HD 166191. Približno v tem zgodnjem obdobju v življenju zvezde se prah, ki ostane pri njenem nastanku, združuje in tvori kamnita telesa, imenovana planetezimali. – Semena prihodnjih planetov. Ko se plin, ki zapolnjuje prostor med temi predmeti, razširi, postanejo katastrofalni trki med njimi pogosti.

V pričakovanju, da bi lahko videli dokaze enega od teh trkov okoli HD 166191, je ekipa uporabila Spitzerja za več kot 100 opazovanj sistema med letoma 2015 in 2019. Medtem ko so planeti premajhni in zelo oddaljeni, da bi jih lahko razločili z daljnogledom, njihovi udarci proizvedejo velike količine. Zakaj prah? Spitzer je zaznal infrardečo svetlobo – ali valovne dolžine, ki so nekoliko daljše od človeškega očesa. Infrardeči je idealen za odkrivanje prahu, vključno z naplavinami, ki nastanejo zaradi trkov protoplanetov.

Ta slika prikazuje umetnikov vtis o vesoljskem teleskopu Spitzer. Galaksija v ozadju prikazuje infrardečo sliko letala Rimske ceste iz Spitzerja. Avtor: NASA/JPL

Sredi leta 2018 je vesoljski teleskop opazil, da je sistem HD 166191 bistveno svetlejši, kar kaže na povečanje proizvodnje odpadkov. V tem času je Spitzer zaznal tudi oblak naplavin, ki je blokiral zvezdo. Z združevanjem opazovanj Spitzerjevega tranzita z opazovanji s teleskopi na tleh lahko ekipa oceni velikost in obliko oblaka naplavin.

Njihovo delo kaže, da je bil oblak izjemno podolgovat, z najmanjšo ocenjeno površino, ki je trikrat večja od zvezde. Vendar pa količina infrardeče osvetlitve, ki jo je opazil Spitzer, kaže, da je le majhen del oblaka minil pred zvezdo in da so ostanki dogodka pokrivali območje, ki je stokrat večje od površine zvezde.

Da bi ustvarili tako velik oblak, morajo biti predmeti v glavnem trku velikosti pritlikavih planetov, kot je Vesta v našem sončnem sistemu – objekt, širok 330 milj (530 kilometrov), ki se nahaja na sredini glavnega asteroidnega pasu. . planet Mars in Jupiter, Začetni konflikt je ustvaril dovolj energije in toplote, da je del materiala uparil. Sprožil je tudi prvi trk v sistemu in verižno reakcijo udarcev med drobci drugih manjših teles, kar je verjetno ustvarilo precejšnjo količino prahu, kot je opazil Spitzer.

V naslednjih nekaj mesecih je velik oblak prahu narasel in postal bolj prosojen, kar kaže na to, da so se prah in drugi ostanki hitro širili po mladem zvezdnem sistemu. Od leta 2019 oblak, ki je prehajal pred zvezdo, ni bil več viden, vendar je sistem vseboval dvakrat več prahu kot pred tem, ko je bil viden oblak Spitzer. Po mnenju avtorjev članka bi te informacije lahko znanstvenikom pomagale pri testiranju teorij o tem, kako nastajajo in rastejo zemeljski planeti.

“Če pogledamo prašne ostanke okoli mladih zvezd, se lahko v bistvu ozremo v preteklost in vidimo procese, ki so morda oblikovali naš lastni sončni sistem,” je dejal Su. “Če se seznanimo z izidom trkov v teh sistemih, lahko dobimo tudi boljšo predstavo o tem, kako pogosto se skalnati planeti oblikujejo okoli drugih zvezd.”

Reference: Kate YL Su, Grant M. Kennedy, Everett Schlavin, Alan P. “Grupa prahu, ki proizvaja udarce zvezde v zemeljski coni sistema HD 166191”, avtorja Jackson in GH Rieke, 10. marec 2022, The Astrophysical Journal,
DOI: 10.3847/1538-4357/ac4bbb

Več o Spitzerju

Celotna zbirka znanstvenih podatkov, ki jih je Spitzer zbral v času svojega življenja, je na voljo javnosti. Zbiranje podatkov SpitzerNahaja se v infrardečem znanstvenem arhivu pri IPAC na Caltechu v Pasadeni v Kaliforniji. JPL, oddelek Caltecha, upravlja operacije misije Spitzer za NASA-in direktorat za znanstvene misije v Washingtonu. Znanstvene operacije so potekale v IPAC-ovem znanstvenem centru Spitzer v Caltechu. Delovanje vesoljskega plovila je potekalo v Lockheed Martin Space v Littletonu v Koloradu.