Формирование планетарной системы — это сложный процесс. После того, как звезда закончила свое образование, огромное количество космического мусора, притягиваемого звездой, начинает слипаться вместе, образуя «семена» планет. Однако сложная гравитационная среда не отличается добротой: эти тела сталкиваются друг с другом, продолжая расти и мигрировать внутри своих систем.
Недавно астрономы обнаружили свидетельства именно такого столкновения в молодой системе, расположенной в 95 световых годах от Земли. Согласно их анализу, необычная пыль вокруг звезды HD 172555, возраст которой составляет ~23 миллиона лет, является результатом настолько сильного планетарного столкновения, что оно частично лишило одно из тел атмосферы.
Это первый раз, когда мы обнаружили лишение протопланетной атмосферы в результате гигантского столкновения. Все заинтересованы в наблюдении гигантских столкновений, потому что мы ожидаем, что они будут распространены, но у нас нет доказательств этого во многих системах. Теперь у нас есть дополнительное представление об этой динамике, — говорит астроном Таяна Шнайдерман из Массачусетского технологического института.
Астрономы считают, что большинство планет также формируются не там, где они в конечном итоге оказываются; вместо этого они формируются в другом месте и мигрируют к своему окончательному положению. Эти перемещения вызывают дополнительные возмущения, которые могут привести к столкновениям.
Считается, что такие столкновения — довольно частое явление во время формирования планетарной системы. Они играют важную роль в том, как растут системы и планеты в них:
Когда люди хотят изучить газ в мусорных дисках, угарный газ обычно самый яркий, и поэтому его легче всего найти. Поэтому мы снова обратились к данным по угарному газу для HD 172555, поскольку это была интересная система.
Они обнаружили, что там было довольно много угарного газа, вращающегося вокруг звезды на необычно близком расстоянии в 10 астрономических единиц. Согласно моделированию, проведенному командой, лучше всего наблюдениям соответствовал гигантский удар. Они даже смогли определить, когда и как это произошло — 200 000 лет назад каменистая планета размером с Землю столкнулась с меньшим телом со скоростью 10 километров в секунду.
Этот удар был настолько сильным, что снес по крайней мере часть атмосферы каменистой планеты. Это объясняет наличие угарного газа и пыли с высоким содержанием кремния.
В системах такого возраста мы ожидаем гигантских столкновений, и мы ожидаем, что гигантские столкновения будут действительно довольно частыми. Совпадает всё: временные шкалы, возраст, морфологические и композиционные ограничения. Единственный правдоподобный процесс, который мог бы произвести монооксид углерода в этой системе в данном контексте — это гигантский удар.
Полученные результаты дают учёным новые идеи для определения того, когда произошли гигантские столкновения. Если мы обнаружим большое количество угарного газа вокруг звезды, это может быть признаком того, что во время формирования планетарной системы что-то пошло не так. Изучив этот газ и другие обломки, мы сможем не только узнать больше о последствиях таких столкновений, но и понять, из чего состоят планеты в других системах.