Что происходит при столкновении экзопланет

Двухзвездная система BD +20 307 находится на расстоянии более 300 световых лет от Земли, её звездам не менее одного миллиарда лет. И все же эта зрелая система показала признаки клубящегося пыльного нехолодного мусора, как можно было бы ожидать от звезд такого возраста. Теплота мусора подтверждает, что он был появился сравнительно недавно под воздействием двух тел размером с планету.

Десять лет назад наблюдения этой системы наземными обсерваториями и космическим телескопом Спитцер получили первые намеки на это столкновение, когда теплый мусор был обнаружен впервые. Теперь стратосферная обсерватория ИК-астрономии SOFIA обнаружила, что яркость инфракрасного излучения от мусора увеличилась более чем на 10% - это признак увеличения количества теплой пыли.

Результаты, опубликованные в Astrophysical Journal, подтверждают, что столкновение между скалистыми экзопланетами могло произойти сравнительно недавно. Подобные столкновения способны изменить планетные системы. Считается, что столкновение между телами размером с Марс и Землю 4,5 миллиарда лет назад создало обломки, которые в конечном итоге образовали Луну.

«Теплая пыль вокруг BD +20 307 дает представление о том, какими могут быть катастрофические воздействия между скалистыми экзопланетами», - сказала Мэгги Томпсон, аспирант Калифорнийского университета в Санта-Круз, и ведущий автор статьи. «Мы хотим знать, как эта система развивается после экстремального воздействия».

Планеты образуются, когда частицы пыли вокруг молодой звезды слипаются и со временем увеличиваются. Остатки мусора остаются после формирования планетарной системы, часто в отдаленных, холодных регионах, таких как пояс Койпера, расположенных за Нептуном в нашей Солнечной системе. Астрономы ожидают найти теплую пыль вокруг молодых солнечных систем. По мере своего развития частицы пыли продолжают сталкиваться и в конечном итоге становятся достаточно размера, чтобы либо вылететь из системы, либо втянуться в звезду. Теплая пыль вокруг старых звезд, таких как Солнце и две звезды в BD +20 307, должна была давно исчезнуть. Изучение пыльных обломков вокруг звезд не только помогает астрономам узнать, как развиваются системы экзопланет, но и дает более полную картину истории нашей собственной Солнечной системы.

«Это редкая возможность изучить катастрофические столкновения, произошедшие на поздних этапах истории планетной системы», - сказала Алисия Вайнбергер из Института Карнеги и ведущий исследователь проекта. «Наблюдения SOFIA показывают изменения в пылевом диске в течение нескольких лет».

Инфракрасные наблюдения камеры SOFIA под названием FORCAST имеют решающее значение для обнаружения улик, скрытых в космической пыли. При наблюдении в инфракрасном свете эта система намного ярче, чем ожидалось от одних звезд. Дополнительная энергия исходит от пыльного мусора, который невозможно увидеть на других длинах волн.

Есть несколько механизмов, которые могут заставить пыль светиться ярче - она ??может поглощать больше тепла от звезд или приближаться к звездам - но ??это вряд ли произойдет всего через 10 лет, что слишком молниеносно для космических изменений. При столкновении планет большое количество пыли образуется очень быстро. Это согласуется с теорийе столкновения двух экзопланет. Команда анализирует данные последующих наблюдений, чтобы увидеть, есть ли дальнейшие изменения в системе.