Астрономы подтвердили столкновение двух экзопланет 200 тысяч лет назад

NASA / JPL-Caltech

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.