Астрономы наблюдают следы необычного явления в 95 световых годах от Земли. Столкновение с молодой планетой буквально сорвало с нее атмосферу.
В молодых планетных системах царит хаос. Планеты сталкиваются c кометами и астероидами, а иногда даже друг с другом. Юность Земли также была такой бурной. Луна, вероятно, образовалась в результате столкновения протоземли с другой протопланетой.
Такие космические столкновения, хотя и обычны для молодых планетных систем, трудно наблюдать. Поэтому астрономы из Массачусетского технологического института, Кембриджа и Национального университета Ирландии были очень рады найти следы таких столкновений планет в не слишком далекой системе - всего в 95 световых годах от Земли.
Звезда HD 172555 является молодой в космическом масштабе, ей около 23 миллионов лет. Ученые давно подозревали, что окружающие его пылевые облака являются следами столкновений близлежащих протопланет. Теперь они думают, что у них есть доказательства этого.
Мы впервые наблюдаем атмосферу протопланеты, сорванную с нее гигантским столкновением, - говорит Тайана Шнайдерман из Массачусетского технологического института (MIT) и ведущий автор исследования в журнале Nature.
Окись углерода привела астрономов к космическому столкновению
Ключ к разгадке - довольно необычный состав пылевых облаков вокруг звезды. Он содержит много минералов, которые редко встречаются в таких облаках, и их зерна намного мельче, чем в типичных протопланетных дисках.
Шнайдерман и его команда также обнаружили, что облако содержит почти 20% окиси углерода. Газ и пыль вращаются по орбите на удивление близко к звезде, между 6 и 9 а.е. (одна единица - это среднее расстояние от Земли до Солнца, 149,59 миллиона километров).
Присутствие окиси углерода требовало объяснения. Этот газ легко разлагается излучением звезды. Он должен быстро распасться на углерод и кислород. Также не должно быть источника этого газа так близко к звезде. Как он туда попал?
Откуда вокруг звезды могло появиться так много окиси углерода? Только от столкновения планет
Ученые быстро исключили то, что в газах, образовавших звезду, осталась окись углерода. Возможность его происхождения из ледяного пояса астероидов или комет, приближающихся к звезде, также была исключена.
«Когда отвергаешь невозможное, все остальное, каким бы невероятным оно ни было, должно быть правдой», - сказал Шерлок Холмс. В этом случае остается только один вариант: столкновение, которое выбросило значительную часть газов с планеты с толстой атмосферой.
Из всех сценариев только один может объяснить все данные, - говорит Шнайдерман. - В системах этой эпохи можно ожидать гигантских столкновений. Также можно предположить, что они будут частыми. Так что единственный вероятный процесс, который может произвести такое количество окиси углерода в этой планетной системе, - это очень сильное столкновение.
Впервые обнаружены свидетельства столкновений планет в иной планетной системе
Как пишут ученые в журнале Nature, планета размером с Землю, вращающаяся вокруг HD 172555, была поражена объектом чуть меньшего размера. Произошло это на скорости 10 километров в секунду, или более 36 тысяч километров в час.
Столкнувшийся объект сорвал атмосферу с планеты. Также было выброшено в космос большое количество пыли. Катастрофа должна была произойти в пределах последних 200 000 лет - если бы столкновение произошло раньше, излучение звезды разложило бы окись углерода на составляющие.
Теперь мы можем заниматься другими системами. Полученный опыт позволит нам обнаружить следы подобных столкновений в других системах и изучить, как ведут себя образующиеся в них газы и пыль, - говорит исследователь.