Астрономы подтвердили столкновение двух экзопланет 200 тысяч лет назад
Наземный радиотелескоп ALMA нашел доказательства того, что в молодой звездной системе HD 172555 около 200 тысяч лет назад столкнулись две экзопланеты земного типа. Это привело к образованию обломков и пыли, кроме того, у одной из экзопланет могла быть сорвана атмосфера, обогатившая околозвездную среду угарным газом. Статья опубликована в журнале Nature.
Модели формирования планет земной группы предсказывают, что на заключительных стадиях процесса, длящихся десятки миллионов лет после распада протопланетного диска, часто происходят столкновения планет друг с другом. Предполагается, что именно благодаря таким катаклизмам планеты, подобные молодой Земле, вырастают до своих конечных размеров, в частности ударная теория рассматривается в качестве одной из основных версий образования Земли и Луны. При этом предсказывается, что в результате столкновений будет образовываться множество обломков и на данный момент наиболее убедительным случаем их наблюдений является система звезды А-типа HD 172555, расположенная на расстоянии 95 световых лет от Солнца.
Возраст системы составляет 23 миллиона лет, более ранние наблюдения за ней выявили большие количества теплой пыли с необычно крутым распределением по размерам, в частности переизбытком пылинок субмикрометровых размеров, и нетипичным составом, который включает в себя тектиты, обсидиан и монооксид кремния. Все это по мнению ученых можно объяснить мощным столкновением двух крупных объектов или массивным поясом астероидов.
Группа астрономов во главе с Тайаной Шнайдерман (Tajana Schneiderman) из Массачусетского технологического института опубликовала результаты анализа данных наблюдений за HD 172555 при помощи наземной системы радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), чтобы узнать больше о свойствах этой системы.
Излучение пыли и газа наблюдается в пределах 15 астрономических единиц от звезды, при этом область, где регистрируется излучение угарного газа (СО) представляет кольцо, радиусом около 7,5 астрономических единиц и шириной около 3,3 астрономических единиц. Масса СО оценена в (1,4 ± 0,3)×10-5 масс Солнца при условии, что температура газа составляет 169 кельвин.
Угарный газ в околозвездной среде будет подвергаться фотодиссоциации под действием ультрафиолетового излучения, поэтому обнаружение этого легколетучего газа в области, соответствующей по тепловым условиям Главному поясу астероидов в Солнечной системе должно объясняться недавно действовавшим механизмом генерации или пополнения запасов CO в системе. Таких механизмов может быть четыре: остатки газа и пыли от изначального протопланетного диска, столкновение тел внутри пояса астероидов, транспорт СО из внешних областей системы, подобных Поясу Койпера, внутрь нее или событие гигантского столкновения тел размером с планету.
Ученые пришли к выводу, что наиболее убедителен сценарий гигантского столкновения двух планет, сопоставимых по размеру с Землей и общей массой восемь масс Земли, которое произошло не менее 200 тысяч лет назад. При этом, во время столкновения у одной из планет могло быть сорвано до 60 процентов газовой оболочки, содержащей CO2, который в дальнейшем был преобразован в CO. Для более легких атмосфер, в которых преобладает молекулярный водород, или для более (менее) массивных планет процент удаленной газовой оболочки может меняться в зависимости от содержания CO и/или CO2.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые увидели пылевой диск вокруг протопланеты и как метеорит из Сахары оказался фрагментом коры протопланеты.
Александр Войтюк
Такие галактики могли ускользать от обнаружения
Наземный радиотелескоп ASKAP помог астрономам обнаружить два новых кандидата в галактики с полярными кольцами. Это спиральные галактики, окруженные потенциальными кольцевыми структурами из атомарного водорода. Предполагается, что такие системы должны встречаться гораздо чаще, чем считалось ранее. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. В отличие от типичных галактик галактики с полярными кольцами обладают кольцом или диском, ориентированным почти перпендикулярно основному диску галактики. Таким образом, они вмещают в себя две кинематически выделенные подсистемы. Впервые за ними пронаблюдали во второй половине прошлого века, и находят их достаточно редко. При этом в полярной структуре наблюдается интенсивный процесс звездообразования, а сами они могут возникать при взаимодействии и слиянии галактик. Исследования галактик с полярными кольцами важны для понимания эволюции структуры галактик при их взаимодействиях друг с другом, а также для оценки формы гало темной материи вокруг них. Группа астрономов во главе с Натаном Дегом (Nathan Deg) из Университета Куинс в Кингстоне сообщила об открытии двух новых кандидатов в галактики с полярными кольцами NGC 4632 и NGC 6156, сделанном в ходе анализа первого каталога данных обзора галактик южного полушария небесной сферы WALLABY (Widefield ASKAP L-band Legacy All-sky Blind surveY), проводившегося при помощи наземного радиотелескопа ASKAP. NGC 4632 представляет собой спиральную галактику в созвездии Девы, а NGC 6156 — спиральную галактику с перемычкой, расположенную в созвездии Южного Треугольника и относящуюся к ярким инфракрасным галактикам. У обеих галактик обнаружили аномальную газовую компоненту из атомарного водорода, которая содержит около половины от всего атомарного водорода в каждой из систем. Также эта компонента хорошо отделена от основного тела галактик и наклонена почти под прямым углом к дискам галактик, что позволяет предположить наличие полярных колец, а не искривленных дисков или колец под промежуточным углом. Тем не менее, галактики останутся кандидатами в галактики с полярными кольцами до тех пор, пока не будут проведены более сложные компьютерные моделирования, охватывающие большее разнообразие возможных галактических кольцевых структур. В случае NGC 6156, которая активно образует звезды, необходимо также проанализировать альтернативные пути возникновения аномальной газовой компоненты. Это может происходить, например, из-за оттока вещества после взрывов сверхновых или деформации галактики из-за эпизода аккреции. Исследователи также отмечают, что эти два открытия позволяют предположить, что галактики с полярными кольцами должны встречаться чаще, чем ожидалось. Во-первых, обнаружение полярных колец может быть затруднено из-за их низкой поверхностной яркости, во-вторых, большинство полярных колец обнаружено в оптическом диапазоне вокруг эллиптических или линзовидных галактик, тогда как новооткрытые структуры найдены у спиральных галактик, что может указывать на предвзятость при отборе целей для наблюдений. Ранее мы рассказывала о том, как галактика с полярным кольцом превратила соседку в веретено.