Αστρονόμοι ανίχνευσαν για πρώτη φορά μια βίαιη σύγκρουση νεαρών πλανητών, 11.000 έτη φωτός μακριά

Το άστρο ονομάζεται Gaia20ehk, ή Gaia-GIC-1, και είναι ένας νεαρός αστέρας τύπου F, θερμότερος από τον Ήλιο. Σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters, αστρονόμοι του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον εκτιμούν ότι η παράξενη μεταβολή της φωτεινότητάς του μπορεί να οφείλεται σε σύννεφα σκόνης, τα οποία δημιουργήθηκαν ύστερα από σύγκρουση σωμάτων σε ένα υπό διαμόρφωση πλανητικό σύστημα.

Πτώσεις στη φωτεινότητα

Για χρόνια, το Gaia20ehk έδειχνε συνηθισμένο, με σχεδόν σταθερή φωτεινότητα. Από το 2016 όμως άρχισε να εμφανίζει τρεις μεγάλες πτώσεις φωτός, καθεμία από τις οποίες διήρκεσε περίπου επτά μήνες και μείωσε το ορατό φως του άστρου σχεδόν κατά το ένα τρίτο. Οι αστρονόμοι χαρακτηρίζουν τέτοια φαινόμενα «dippers», δηλαδή περιπτώσεις όπου κάποιο υλικό περνά μπροστά από το άστρο και μπλοκάρει μέρος της ακτινοβολίας του.

Το αντικείμενο εντοπίστηκε από το σύστημα προειδοποιήσεων της αποστολής Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Η εικόνα έγινε ακόμη πιο ενδιαφέρουσα όταν οι ερευνητές συνέκριναν τις μεταβολές στο ορατό φως με παρατηρήσεις στο υπέρυθρο από αποστολές της NASA, όπως το τηλεσκόπιο χαρτογράφησης του ουρανού WISE. Καθώς το άστρο γινόταν πιο αχνό στο ορατό φως, το σύστημα γινόταν πιο φωτεινό στο υπέρυθρο – ένδειξη ότι σκόνη απορροφά την ακτινοβολία του άστρου και την επανεκπέμπει ως θερμότητα.

Η σκόνη αυτή φαίνεται να είναι πολύ θερμή, περίπου 900 κέλβιν (626 βαθμοί Κελσίου), ενώ η υπέρυθρη λάμψη παραμένει έντονη για περισσότερα από τέσσερα χρόνια. Παρατηρήσεις από την αποστολή SPHEREx επιβεβαιώνουν ότι το σύστημα συνεχίζει να εκπέμπει ισχυρά σε αυτά τα μήκη κύματος.

Μεγάλο νέφος σκόνης

Πριν από την έντονη υπέρυθρη εκπομπή, τα δεδομένα της Gaia έδειχναν έναν επαναλαμβανόμενο κύκλο περίπου 381 ημερών. Με βάση αυτή την περίοδο, οι επιστήμονες εκτίμησαν ότι ένα μεγάλο νέφος σκόνης κινείται σε απόσταση περίπου 1,1 αστρονομικών μονάδων από το άστρο, δηλαδή λίγο μεγαλύτερη από την απόσταση Γης-Ήλιου. Η θερμοκρασία της σκόνης, ωστόσο, δείχνει ότι μέρος του υλικού βρίσκεται πολύ πιο κοντά, περίπου στις 0,2 αστρονομικές μονάδες.

Η ποσότητα του υλικού είναι επίσης εντυπωσιακή. Η ελάχιστη επιφάνεια του νέφους που μπλοκάρει το φως υπολογίζεται σε 0,13 τετραγωνικές αστρονομικές μονάδες. Αν αυτή η περιοχή είχε κυκλικό σχήμα, θα αντιστοιχούσε σε έναν δίσκο διαμέτρου περίπου 61 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Η μάζα της θερμής σκόνης εκτιμάται σε τουλάχιστον 400 πεντάκις εκατομμύρια κιλά, αν και οι ερευνητές τονίζουν ότι πρόκειται για κατώτερο όριο, καθώς οι υπέρυθρες παρατηρήσεις ανιχνεύουν κυρίως τους λεπτούς κόκκους και όχι μεγαλύτερα θραύσματα.

Οι επιστήμονες εξέτασαν και άλλες πιθανές εξηγήσεις, όπως τη διάλυση εξωκομητών ή τη συνηθισμένη μεταβλητότητα πολύ νεαρών άστρων που εξακολουθούν να τροφοδοτούνται από αέριο. Ωστόσο, τα φάσματα που συγκεντρώθηκαν δεν έδειξαν τα ισχυρά χαρακτηριστικά εκπομπής που θα περίμενε κανείς από ένα τέτοιο νεαρό, ενεργό άστρο.

Πλανητική διαμόρφωση σε πραγματικό χρόνο

Η υπόθεση μιας γιγάντιας σύγκρουσης έχει ιδιαίτερη σημασία, επειδή τέτοια γεγονότα θεωρούνται βασικό στάδιο στον σχηματισμό βραχωδών πλανητών. Παρόμοια σύγκρουση θεωρείται ότι οδήγησε και στη δημιουργία της Σελήνης, όταν ένα μεγάλο σώμα προσέκρουσε στη νεαρή Γη. Το Gaia20ehk ίσως προσφέρει στους αστρονόμους μια σπάνια ευκαιρία να παρακολουθήσουν ένα ανάλογο επεισόδιο πλανητικής διαμόρφωσης σε πραγματικό χρόνο.

Στο μέλλον, παρατηρητήρια όπως το Vera C. Rubin Observatory και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα μπορούσαν να εντοπίσουν περισσότερα παρόμοια φαινόμενα και να παρακολουθήσουν πώς η σκόνη από τέτοιες συγκρούσεις ψύχεται και διασκορπίζεται γύρω από νεαρά άστρα.