Примерно у одной из ста молодых звезд видны следы катастроф планетного масштаба — облака горячей пыли, которые остаются после столкновений зародышей планет размером с Марс или Луну. Это главный вывод самой большой на сегодня выборки так называемых экстремальных дисков обломков, и он помогает понять, через какой хаос прошли Земля и Луна в молодости.
Статья вышла 1 октября в The Astrophysical Journal, подробности опубликовала NASA. Ведущий автор — Кейт Су из Института космических наук в Боулдере (США), в команде также астрономы обсерватории Конкоя в Будапеште.
| Цифра | Что за ней стоит |
|---|---|
| 21 | экстремальный диск обломков в выборке — рекорд для этого редкого класса |
| 16 | систем наблюдал «Джеймс Уэбб»: 12 впервые и 4 повторно |
| 5 | дисков взяты из архива инфракрасного телескопа Spitzer, который уже не работает |
| ~1% | молодых звезд показывают такую картину — меньше, чем ожидали теоретики |
| 1/3 | дисков богаты кремнеземом: это след самых мощных ударов |
| 300 млн лет | старше этого возраста звезд с «кремнеземными» дисками не нашли |
| 3 | диска в выборке достаточно старые для проверки гипотезы о поздней бомбардировке |
Что такое экстремальный диск обломков
Обычный диск обломков — это пояс пыли и камней вокруг звезды, вроде нашего пояса Койпера. «Экстремальные» отличаются тремя признаками: пылинки в них мельче, теплой пыли непривычно много, а яркость меняется неравномерно, иногда за короткое время. Так выглядит место, где недавно что-то крупное разлетелось на куски.
Сами зародыши планет слишком малы, чтобы увидеть их напрямую. Агнеш Коспал из обсерватории Конкоя прямо говорит, что другого способа изучать их нет: остается читать пыль. Для этого команда разложила инфракрасный свет дисков в спектры — по ним видно, из каких минералов состоит пыль.
Кремнезем как отпечаток удара
Диски разделились на две группы. В трети из них много кремнезема. Его появление авторы связывают с очень энергичными столкновениями тел размером с Марс, когда значительная часть вещества испаряется. Остальные две трети бедны кремнеземом — это, по версии команды, следы более мягких, скользящих ударов тел размером с Луну.
У второй группы яркость скачет сильнее, и такие диски встречаются у звезд самого разного возраста. Исследователи считают, что орбиты обломков там быстро меняются и порождают новые столкновения.
Почему это важно
По самой популярной гипотезе, Луна появилась после удара тела размером с Марс, которое назвали Тейей, о молодую Землю. Новая работа показывает, что подобные катастрофы — обычный этап в жизни планетных систем, хотя наблюдать его удается редко: окно длится лишь первые сотни миллионов лет. Для Солнечной системы это время, когда формировались Земля и Луна.
Факт для разговора: если навести телескоп на сотню молодых звезд, примерно у одной можно застать последствия «аварии» планетного масштаба — облако раскаленной пыли, которое светится в инфракрасном диапазоне.
Что дальше
Самая интересная часть пока гипотеза. Изменчивые диски у более старых звезд, по мнению авторов, в целом согласуются с идеей поздней тяжелой бомбардировки — эпохи, когда миграция планет-гигантов могла раскачать орбиты мелких тел. Но таких систем в выборке всего три, и соавтор Аттила Моор признает, что гипотезу нужно проверить на большем числе дисков. Следующий шаг — новые наблюдения «Уэбба».
Архивы старых телескопов уже не раз давали неожиданные открытия: так, в данных «Хаббла» за 27 лет нашли планету второго поколения у мертвой звезды. А о том, как астрономы ищут миры у двойных звезд, мы писали в материале про планету с двумя солнцами.
Фото: иллюстрация — столкновение планетных зародышей в диске обломков у молодой звезды. NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), science.nasa.gov.
