Новое исследование показывает, что столкновение двух массивных планет может вызывать сейсмические волны, которые длятся миллионы лет и могут быть обнаружены космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Учёные смоделировали столкновение между молодым газовым гигантом и более крупной планетой, чтобы понять, как такие события влияют на их внутреннюю структуру и как их можно изучить.
В центре исследования — экзопланета Beta Pictoris b, молодой сверхъюпитер массой 13 Юпитеров, возрастом от 12 до 20 миллионов лет. Планета расположена в системе Бета Живописца и богата тяжёлыми металлами — её ядро содержит от 100 до 300 масс Земли в виде металлов (в астрономии металлами называют элементы тяжелее водорода и гелия). Учёные предполагают, что такое количество металлов накопилось из-за столкновений с другими планетами в ранний период формирования.
Авторы исследования, под руководством физика-теоретика из Калифорнийского университета в Беркли Джей Джея Заназзи, смоделировали столкновение Beta Pictoris b с планетой массой Нептуна (17 масс Земли). Они выяснили, что такой удар вызывает мощные сейсмические волны, которые могут продолжаться миллионы лет. Эти волны изменяют яркость планеты, и такие изменения могут быть зафиксированы космическим телескопом «Джеймс Уэбб» через фотометрические наблюдения.
Результаты показали, что, если столкновение произошло в последние 9–18 миллионов лет, «Джеймс Уэбб» способен обнаружить его следы. Сейсмические волны, вызванные ударом, включают два типа: f-моды (поверхностные волны) и p-моды (звуковые волны), которые позволяют изучать как поверхность, так и внутреннюю структуру планеты. Этот метод также может помочь обнаружить следы миграции планет, вызванной приливными силами звезды.