Astronomowie odkrywają katastrofalne zderzenie gigantycznych asteroid w pobliskim układzie gwiazd

Prawie 20 lat temu astronomowie zaobserwowali ogromną chmurę drobnych cząstek pyłu wokół młodej gwiazdy znajdującej się zaledwie 63 lata świetlne od Ziemi. Jednak w ostatnich obserwacjach Kosmicznego Teleskopu Webba chmura pyłu w tajemniczy sposób zniknęła. Nowa publikacja naukowa sugeruje, że chmura pyłu mogła być spowodowana gwałtownym wydarzeniem, które zmiażdżyło duże kule i rozrzuciło ich pozostałości po układzie gwiazd Beta Picturis.

Wykorzystując nowe dane z Webba, grupa naukowców zaobserwowała znaczące zmiany w sygnaturach energetycznych emitowanych przez ziarna pyłu wokół Beta Pictoris, w wyniku których cząstki całkowicie znikają. Porównując dane Webba ze starszymi obserwacjami wykonanymi przez Kosmiczny Teleskop Spitzera w latach 2004 i 2005, naukowcy sugerują, że katastrofalne zderzenie dużych asteroid miało miejsce około 20 lat temu, powodując rozpad ciał niebieskich na drobne cząsteczki pyłu mniejsze od cukru pudru. . Pył prawdopodobnie ostygł w miarę oddalania się od gwiazdy, dlatego nie emituje już tych samych właściwości termicznych, które po raz pierwszy zaobserwował Spitzer. Nowe wyniki zaprezentowano w poniedziałek podczas dorocznego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Madison w stanie Wisconsin.

Christine Chen, astronom z Space Telescope Science Institute i Johns Hopkins University, po raz pierwszy zaobserwowała Beta picturis w 2004 roku za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera. Młody układ gwiazd jest domem dla pierwszego dysku śmieci sfotografowanego wokół innej gwiazdy i wyróżnia się tym, że jest blisko i jasny.

Kiedy Chen miała 12 godzin obserwacji z Webbem, chciała wrócić i przyjrzeć się temu samemu układowi gwiazd, Beta Pictoris, który interesował ją przez te wszystkie lata. Ale tym razem układ gwiezdny nie wyglądał aż tak znajomo. „Pomyślałem: «O mój Boże, te rysy zniknęły»” – Chen powiedział Gizmodo. „Czy to prawda? A jeśli tak, co się stało?”

Dzięki obserwacjom Webba Chen, która kierowała nowym badaniem, i jej zespół skupili się na ciepłu wydzielanym przez krystaliczne krzemiany – minerały zwykle spotykane wokół młodych gwiazd – i nie znaleźli żadnych śladów cząstek obserwowanych wcześniej w latach 2004 i 2005.

„Kiedy astronomowie patrzą w niebo i coś widzą, zawsze zakładamy, że wszystko jest w stabilnym stanie i się nie zmienia” – powiedział Chen. „Uważamy tak dlatego, że jeśli pomyślimy o konkretnym momencie, na który patrzymy, jest on bardzo krótki w porównaniu z żywotnością tych obiektów, dlatego uważamy, że szanse na uchwycenie czegoś interesującego są bardzo nikłe”.

Wydaje się, że nie miało to miejsca w przypadku Beta Picturis, układu gwiezdnego mającego od 20 do 26 milionów lat. To stosunkowo młoda gwiazda w porównaniu z naszym Układem Słonecznym, który ma około 4,6 miliarda lat. W początkowej fazie istnienia układy gwiezdne są nieprzewidywalne, a planety ziemskie wciąż powstają w wyniku zderzeń gigantycznych asteroid.

Zatem zmiany zaobserwowane u Beta pictoris były dość duże. Według astronomów chmura pyłu była 100 000 razy większa niż asteroida, która zabiła dinozaury. Sugeruje to, że uderzeniem, które mogło stworzyć tę masywną chmurę, była najprawdopodobniej asteroida wielkości Westy, drugi co do wielkości masywny obiekt w głównym pasie asteroid, który rozciąga się na średnicę 329 mil (530 kilometrów).

Pył został następnie rozproszony na zewnątrz przez promieniowanie gwiazdy, podgrzewając pył w pobliżu gwiazdy i emitując promieniowanie cieplne, które zostało zidentyfikowane przez instrumenty Spitzera. Nowe obserwacje Webba wykazały, że pył zniknął i nie został zastąpiony, co wskazuje, że doszło do gwałtownej kolizji.

„Uważamy, że tego typu duże zderzenia musiały mieć miejsce w naszym Układzie Słonecznym w podobnym wieku, w ramach procesu formowania się planet ziemskich” – powiedział Chen. „Możemy przyjrzeć się starożytnym ziemskim powierzchniom Księżyca, Marsa i Merkurego i okazuje się, że na wszystkich znajdują się kratery, co mówi nam, że uderzenia występowały częściej, gdy nasz Układ Słoneczny był młody”.

Dzięki niedawnym obserwacjom Beta Pictoris naukowcy mogą zbadać, czy proces formowania, który ukształtował nasz Układ Słoneczny, jest rzadszy czy częstszy w całym wszechświecie i jak te wczesne zderzenia wpływają na możliwość zamieszkania w danym układzie gwiezdnym.

„Gdyby doszło do tej gigantycznej kolizji i z gwiazdy rozprzestrzeniłaby się chmura pyłu” – powiedział Chen. „Można sobie wyobrazić, że istnieje pewne prawdopodobieństwo, że ta chmura pyłu, przemieszczając się do układu planetarnego, napotkała także planety i mogła sprowadzić pył na ich atmosfery planetarne”.