Астрономи који користе НАСА-ин свемирски телескоп Хабл (ХСТ) били су сведоци изненађујућих последица масивних свемирских стена које су се разбијале једна у другу у оближњем планетарном систему. Оно што је у почетку изгледало као рефлектујућа егзопланета испоставило се да је нешто много драматичније.
Истраживачи су прво приметили светлу тачку светлости и претпоставили да је то планета прекривена прашином која одражава сјај своје звезде. Та интерпретација се распала када је објекат нестао и у близини се појавио другачији светли извор. Међународни истраживачки тим, који је укључивао астрофизичара са Универзитета Нортхвестерн, Џејсона Ванга, схватио је да уопште не виде планете. Уместо тога, светлост је долазила из сјајних облака крхотина насталих насилним сударима.
Посматрања откривају два одвојена и моћна удара који су произвели ширење облака прашине унутар истог планетарног система. Снимање ових догађаја у реалном времену даје научницима редак прозор у то како се планете формирају и које врсте материјала се спајају да би изградиле нове светове.
Налази су објављени 18. децембра) у часопису Наука.
„Уочити нови извор светлости у појасу прашине око звезде било је изненађујуће. То уопште нисмо очекивали“, рекао је Ванг. „Наша примарна хипотеза је да смо видели два судара планетезимала – малих камених објеката, попут астероида – током последње две деценије. Судари планетезимала су изузетно ретки догађаји, а ово је први пут да видимо један изван нашег Сунчевог система. Проучавање планетезималних судара важно је за разумевање начина на који се формирају планете за одбрану, што нам такође може рећи о структури стероидних планета. Тест преусмеравања астероида (ДАРТ).“
„Ово је сигурно први пут да сам икада видео да се светлосна тачка појављује ниоткуда у егзопланетарном систему“, рекао је главни аутор Пол Калас, астроном са Универзитета Калифорније у Берклију. „Не постоји на свим нашим претходним Хабловим сликама, што значи да смо управо били сведоци насилног судара између два масивна објекта и огромног облака крхотина за разлику од било чега у нашем соларном систему данас.
Ванг је специјализован за снимање егзопланета и асистент је професора физике и астрономије на Веинберг Цоллеге оф Артс анд Сциенцес Нортхвестерн, као и члан Центра за интердисциплинарна истраживања и истраживања у астрофизици (ЦИЕРА).
Фомалхаут и његово загонетно прашњаво окружење
До судара је дошло у планетарном систему који окружује звезду Фомалхаут, која се налази на око 25 светлосних година од Земље у сазвежђу Писцис Аустринус. Фомалхаут је већи од сунца и окружен је широким и сложеним скупом прашњавих појасева.
„Систем има један од највећих појасева за прашину за које знамо“, рекао је Ванг. „То га чини лаком метом за проучавање.“
Годинама су астрономи расправљали о природи светлог објекта познатог као Фомалхаут б, о коме је први пут пријављен 2008. године, одмах испред главног појаса прашине звезде. Неки истраживачи су мислили да је то планета, док су други сумњали да је у питању облак прашине који се шири од судара.
У 2023. нова Хаблова запажања додала су још један обрт. Првобитни извор светлости је нестао, али се нови светли објекат појавио у нешто другачијем делу система.
„Са овим запажањима, наша првобитна намера је била да надгледамо Фомалхаут б, за који смо у почетку мислили да је планета“, рекао је Ванг. „Претпоставили смо да је јако светло било Фомалхаут б јер је то познати извор у систему. Али, пажљиво упоређујући наше нове слике са прошлим сликама, схватили смо да то не може бити исти извор. То је било узбудљиво и натерало нас да се почешемо по глави.“
Докази за два одвојена космичка разбијања
Нестанак оригиналног објекта, сада означеног као Фомалхаут цс1, подржава идеју да је то био облак прашине који се полако распршује након судара. Појава другог сјајног извора, названог Фомалхаут цс2, појачава закључак да ниједан објекат није планета. Уместо тога, оба изгледају као облаци крхотина настали када су се велики планетезимали ударили једни у друге.
Фомалхаут цс2 веома личи на то како се цс1 први пут појавио пре две деценије, и по осветљености и по локацији. Проучавајући ове догађаје, тим је могао да процени колико често се такви судари могу појавити у овом систему.
„Теорија сугерише да би требало да дође до једног судара сваких 100.000 година или дуже. Овде, за 20 година, видели смо два“, рекао је Калас. „Ако бисте имали филм од последњих 3.000 година, а он је био убрзан тако да је свака година била делић секунде, замислите колико блескова бисте видели током тог времена. Фомалхаутов планетарни систем би блистао од ових судара.“
Пошто је резултат био тако неочекиван, Ванг је извршио једну од четири независне анализе како би потврдио налазе. Свака анализа је открила нови пролазни извор светлости у приближно истом региону, поткрепљујући закључак да су уочена два одвојена судара.
„Ово је први пут да видимо нешто овако“, рекао је Ванг. „Дакле, морали смо да се уверимо да можемо да верујемо нашим сликама и да исправно меримо својства судара. Згужвао сам бројеве да бих показао да све четири независне анализе поуздано откривају нови извор у близини звезде.“
Зашто облаци прашине могу преварити ловце на планете
Поред откривања активних судара, ово откриће служи и као упозорење за будућа претраживања планета. Велики облаци прашине могу блиско имитирати изглед егзопланете рефлектујући светлост звезда, потенцијално обмањујући астрономе.
„Фомалхаут цс2 изгледа баш као екстрасоларна планета која рефлектује светлост звезда“, рекао је Калас. „Оно што смо научили из проучавања цс1 је да велики облак прашине може да се маскира као планета дуги низ година. Ово је упозорење за будуће мисије које имају за циљ да открију екстрасоларне планете у рефлектованој светлости.“
Како се нове опсерваторије као што је Џиновски Магеланов телескоп припремају да директно сликају планете сличне Земљи око оближњих звезда, разликовање стварних планета и привремених облака прашине ће постати све важније.
Окрените се Вебу за ближи поглед
Иако је Фомалхаут цс1 избледео, истраживачи планирају да наставе да прате систем. Њихова следећа мета је цс2, који може открити више о томе како се судари одвијају у младим планетарним системима.
Будућа посматрања ће се ослањати на блиско-инфрацрвену камеру (НИРЦам) на НАСА-ином свемирском телескопу Јамес Вебб (ЈВСТ). За разлику од Хабла, НИРЦам може да ухвати детаљне информације о бојама које помажу научницима да одреде величину и састав зрна прашине, укључујући и да ли садрже воду или лед.
„Због Хаблове старости, он више не може да прикупља поуздане податке система“, рекао је Ванг. „Срећом, сада имамо ЈВСТ. Имамо одобрен ЈВСТ програм за праћење овог планетезималног судара да бисмо разумели нови циркумзвездани извор и природу његова два родитељска планетезимала који су се сударили.“
Студију, „Други насилни планетезимални судар у Фомалхаут систему“, подржала је НАСА (број награде ХСТ-ГО-17139).
