Возможно, впервые было замечено послесвечение массивного столкновения двух гигантских планет. Результатом этого столкновения могли стать обломки, которые со временем остыли и могли бы образовать совершенно новую планету. В случае подтверждения этого наблюдения, у нас появится удивительная возможность следить за зарождением нового мира в режиме реального времени, что предоставит уникальный взгляд на процессы формирования планет.
В декабре 2021 года астрономы обратили внимание на необычное мерцание звезды, аналогичной нашему Солнцу. В течение нескольких месяцев её видимый свет, то есть свет, видимый невооруженным глазом, начал меняться. Иногда свет звезды становился почти невидимым, прежде чем вернуться к своей обычной яркости.
Эта звезда, находящаяся приблизительно в 1800 световых годах от Земли, получила идентификатор ASASSN-21qj после тщательных наблюдений астрономами. Обычно такое затмение связывают с прохождением материала между звездой и Землей. Однако астроном-любитель Артту Сайнио обратил внимание, что приблизительно за два с половиной года до начала затмения светимости звезды, инфракрасное излучение из её направления увеличилось на примерно 4%.
Инфракрасное излучение обычно связывают с высокими температурами, в несколько сотен градусов Цельсия. Это наблюдение привело к вопросу: можно ли объяснить эти два наблюдения, и, если да, то что происходит с ASASSN-21qj?
Согласно публикации в журнале Nature, оба наблюдения можно объяснить катастрофическим столкновением двух планет. Гигантские столкновения такого рода считаются нормальной частью завершающей стадии формирования планет, и они определяют окончательный размер, состав и тепловой статус планет, а также формируют орбиты тел в системах этих планет.
В нашей Солнечной системе гигантские столкновения, вероятно, объясняют наклон Урана, плотность Меркурия и существование Луны на орбите Земли. Однако прямых подтверждений гигантских столкновений в других галактиках до сих пор было мало.
Чтобы объяснить наблюдения, столкновение должно было освободить значительно больше энергии в начальные часы после удара, чем может излучить звезда. Материал от ударившихся планет был бы перегретым, расплавленным, испарился или всё выше перечисленное.
В результате столкновения формируется горячая масса материала, в сотни раз превышающая размеры первоначальных планет. Наблюдение инфракрасного света от ASASSN-21qj было выполнено с использованием космического телескопа NASA WISE. Этот телескоп смотрит на звезду только примерно каждые 300 дней и, вероятно, упустил начальную вспышку света после столкновения.
Образовавшемуся в результате столкновения "планетарному телу" потребуется много времени, возможно миллионы лет, чтобы остыть и сжаться до того размера, чтобы его можно было считать новой планетой. В первые моменты после столкновения светимость этой массы всё ещё могла достигать нескольких процентов светимости звезды. Именно это свечение могло вызвать наблюдаемое инфракрасное излучение.
Следствием столкновения также является образование огромных обломков, оказавшихся на различных орбитах вокруг звезды. Часть этих обломков испарилась и затем конденсировалась, образуя облака мельчайшего льда и кристаллов горных пород. Со временем часть этого облака могла пересечь путь между ASASSN-21qj и Землёй, что вызвало хаотичное затемнение звезды.
Если эта интерпретация верна, изучение этой звёздной системы поможет нам лучше понять механизмы формирования планет. Несмотря на ограниченные наблюдения, уже удалось выявить некоторые интересные факты.
- Во-первых, для излучения наблюдаемого количества энергии "тело после столкновения" должно было быть значительно больше Земли. Для создания такой массы каждая из столкнувшихся планет, возможно, должна была иметь массу в несколько раз больше Земли, возможно, сравнимую с ледяными гигантами Урана и Нептуна.
- Во-вторых, оценивается, что температура "тела после столкновения" составила примерно 700°C. Это свидетельствует о том, что сталкивающиеся планеты не могли состоять исключительно из камня и металла.
Внешние слои хотя бы одной из этих планет, вероятно, содержали элементы с низкими температурами кипения, такие как вода. Следовательно, мы предполагаем, что столкновение двух подобных Нептуну миров, богатых льдом, может лечь в основу наблюдений.
Замечательно, что наблюдения можно продолжать на протяжении многих десятилетий, исследуя и подтверждая наши выводы. Будущие наблюдения, с использованием телескопов, таких как JWST NASA, помогут определить размеры и состав обломков, химический состав верхних слоёв "тела после столкновения" и процесс его остывания. Мы даже можем стать свидетелями появления новых лун.
Эти наблюдения помогут уточнить наши теории о формировании планетных систем и предоставят уникальную возможность наблюдать рождение новой планеты в режиме реального времени.
