Астрономы обнаружили в нашей галактике столкновение двух планет в условиях, схожих на молодую Солнечную систему, и на расстоянии, равном расстоянию от Земли до Солнца.

Об этом сообщает издание «Последние события» со ссылкой на пресс-релиз Вашингтонского университета (UW).

Ученые считают, что большинство солнцеподобных звезд ведут себя спокойно и предсказуемо: их яркость немного растет и уменьшается, но эти изменения незначительны и стабильны. Именно поэтому одна на вид спокойная звезда застала астрономов врасплох. Ее свет внезапно начал вести себя неожиданно.

Звезда Gaia20ehk расположена примерно в 11 000 световых лет от Земли в направлении созвездия Кормы. На протяжении многих лет она выглядела как типичная звезда «главной последовательности», находящаяся на той же стадии жизни, что и наше Солнце. Но затем ее свет начал затухать по странным схемам. Еще через несколько лет яркость стала хаотичной, словно что-то массивное то и дело ее заслоняло и снова открывало.

Эта схема поведения не похожа на обычную активность звезды. Она также не соответствует типичному объяснению, которое астрономы используют, когда планеты проходят перед звездой и на короткое время приглушают ее свет. Такие события четкие и предсказуемые, а это было хаотичным.

«Световой поток звезды был ровным и стабильным, но начиная с 2016 года в ней наблюдались три спада яркости. А затем, примерно в 2021 году, она вообще сошла с ума», — сказал Анастасиос (Энди) Цанидакис, аспирант по астрономии в UW. «Я не могу не подчеркнуть, что звезды, подобные нашему Солнцу, так себя не ведут. Поэтому, когда мы это увидели, мы были типа: «Эй, что здесь происходит?»

Оказалось, что ответ лежал не в самой Gaia20ehk. Вместо этого перед звездой пролетали облака каменистых обломков и пыли, которые блокировали часть ее света, вращаясь вокруг системы.

Вероятная причина была драматичной: столкновение двух планет.

Считается, что столкновения планет — обычное явление, когда планетарные системы еще молоды. На ранних этапах формирования планет бесчисленные куски камня, льда и газ кружат вокруг новорожденной звезды. Гравитация сближает эти материалы, постепенно формируя планеты. Но этот процесс происходит бурно. Миры сталкиваются, разбиваются и сливаются на протяжении миллионов лет.

Наша собственная Солнечная система, вероятно, также прошла через подобный хаос. Ученые считают, что объект размером с Марс столкнулся с молодой Землей примерно 4,5 миллиарда лет назад. Осколки от этого столкновения впоследствии сформировали Луну.

Подобные события, вероятно, часто происходят в галактике. Но сложно зафиксировать их в момент, когда они происходят.

«Невероятно, что разные телескопы зафиксировали это столкновение в реальном времени», — сказал Цанидакис. «Зафиксировано лишь несколько других столкновений планет любого типа, и ни одно из них не имеет столько сходства с ударом, создавшим Землю и Луну».

«Если мы сможем наблюдать больше таких моментов в других частях галактики, это многому нас научит о формировании нашего мира».

Необычная звезда раскрыла свою тайну только после того, как исследователи собрали воедино данные с нескольких телескопов. Одни измеряли видимый свет, другие наблюдали за инфракрасным излучением, которое показывает тепло. Это сравнение помогло разгадать тайну.

«Кривая инфракрасного излучения была полной противоположностью кривой видимого света», — сказал Цанидакис. «Когда видимый свет начал мерцать и тускнеть, инфракрасное излучение резко возросло. Это может означать, что материал, который блокирует звезду, горячий — настолько горячий, что светится в инфракрасном диапазоне».

Насильственное столкновение планет высвобождает огромное количество тепла. Поэтому свежие обломки от такого удара будут сильно светиться в инфракрасном диапазоне.

Исследователи полагают, что две планеты, возможно, сначала несколько раз пролетали мимо друг друга, прежде чем произошло окончательное столкновение.

«Это могло быть вызвано тем, что две планеты приближались друг к другу по спирали», — сказал Цанидакис. «Сначала у них была серия косых столкновений, которые не производили много инфракрасной энергии. Затем произошло крупное катастрофическое столкновение, и инфракрасное излучение резко усилилось».

Облако обломков, образовавшееся в результате столкновения, находится примерно на таком же расстоянии от звезды, как Земля от Солнца, — около одной астрономической единицы. Эта деталь привлекла внимание ученых. На таком расстоянии материал, выброшенный на орбиту, мог бы медленно остывать и собираться в новые тела. Со временем это могло бы сформировать систему «планета-спутник», подобную нашей.

В настоящее время облако пыли все еще расширяется в космосе. Обломки слишком малы и разбросаны, чтобы их можно было четко разглядеть. В конце концов они осядут, но это может занять годы или даже миллионы лет. Астрономы будут продолжать наблюдать за эволюцией этой системы.

Это открытие также указывает на то, что в данных телескопов может скрываться ещё много подобных событий. Их обнаружение требует терпения, поскольку изменения происходят медленно, в течение многих лет.

«Уникальная работа Энди использует данные, собранные на протяжении десятилетий, чтобы выявить то, что происходит медленно — астрономические истории, которые разворачиваются в течение десятилетий», — сказал профессор Джеймс Девенпорт, старший автор исследования. «Немногие исследователи ищут явления таким образом, а это означает, что потенциально можно сделать множество открытий».

Будущие обсерватории, возможно, будут фиксировать такие события чаще. Одним из мощных инструментов, который, как ожидается, поможет в этом, является телескоп Simonyi Survey Telescope в обсерватории имени Веры С. Рубин. Когда начнется его долгосрочное обзорное наблюдение неба, он в течение многих лет будет неоднократно сканировать все небо. По оценкам Девенпорта, в течение следующего десятилетия телескоп сможет обнаружить около 100 случаев столкновений с планетами. Эти открытия могут дать ответ на более глубокий вопрос о жизни во Вселенной.

«Насколько редким является явление, которое создало Землю и Луну? Этот вопрос является фундаментальным для астробиологии», — сказал Девенпорт. «Кажется, что Луна является одним из тех волшебных ингредиентов, которые делают Землю благоприятным местом для жизни. Он может помочь защитить Землю от некоторых астероидов, он создает океанические приливы и погоду, позволяющие химии и биологии взаимодействовать в глобальном масштабе, и он может даже играть роль в стимулировании активности тектонических плит. Пока мы не знаем, насколько распространена такая динамика. Но если мы зафиксируем больше таких столкновений, мы начнем это выяснять».

Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.