Un nor de praf uriaș, creat în urma unei coliziuni masive, observat de cercetătorii de la NASA

Coliziunile masive între corpuri stîncoase au contribuit la formarea Sistemului Solar. Observațiile cu o coliziune similară oferă indicii despre cît de frecvente sînt aceste evenimente în jurul altor stele.

Multe planete stîncoase și sateliți din Sistemul Solar, inclusiv Pămîntul și Luna, au fost formate sau conturate de coliziuni masive la începuturile Sistemului Solar. Prin astfel de ciocniri violente, corpurile stîncoase pot acumula mai mult material, astfel sporindu-și mărimea, sau se pot dezintegra în mai multe corpuri mai mici.

Cu ajutorul Telescopului Spațial Spitzer al NASA, acum scos din uz, astronomii au descoperit în trecut dovezi ale acestor tipuri de coliziuni ce s-au petrecut în jurul stelelor tinere, acolo unde se formează planetele stîncoase. Însă, acele observații nu au oferit prea multe detalii despre ciocniri, cum ar fi dimensiunea obiectelor implicate.

În cadrul unui nou studiu publicat în Astrophysical Journal, un grup de astronomi coordonat de Kate Su de la Universitatea din Arizona, SUA a descris primele observații cu un nor creat în urma unei astfel de coliziuni. Norul a trecut prin fața unei stele și i-a blocat lumina pentru scurt timp. Astronomii numesc acest eveniment un tranzit.

Astfel, combinate cu datele despre dimensiune și luminozitatea stelei, observațiile au permis cercetătorilor să stabilească în mod direct dimensiunea norului la scurt timp după impact, să estimeze mărimea obiectelor implicate în coliziune și să determine viteze de dispersie a norului.

Începînd cu 2015, echipa lui Su a început să desfășoare observații cu o stea numită HD 166191 ce are o vechime de 10 milioane de ani. În această perioadă din viața unei stele, praful rămas în urmă de la formare s-a acumulat și a format corpuri stîncoase numite planetezimale, adică „semințele viitoarelor stele”. Odată ce gazul care umplea cîndva spațiul dintre acele obiecte s-a risipit, coliziunile catastrofale ajung la ordinea zilei, potrivit NASA.

Cercetările sugerează că norul a fost extrem de alungit

Anticipînd că ar putea observa dovezi ale unei coliziuni în jurul stelei HD 166191, cercetătorii au folosit telescopul Spitzer pentru a efectua peste 100 de observații cu sistemul între 2015 și 2019. Deși planetezimalele sînt prea mici și îndepărtate pentru a fi văzute de telescop, ciocnirile acestora generează cantități considerabile de praf. Astfel, Spitzer a detectat lumina infraroșie, sau lungimi de undă mai lungi decît este capabil să vadă ochiul uman. Infraroșu este ideală pentru detectarea prafului, inclusiv reziduurile create de coliziuni între protoplanete.

În 2018, telescopul spațial a observat cum sistemul HD 166191 a devenit mult mai luminos, astfel sugerînd o creștere în producția de reziduuri. În acest timp, Spitzer a detectat și un nor care bloca steaua. Combinînd observația lui Spitzer cu tranzitul și observațiile telescoapelor de la sol, oamenii de știință au putut stabili dimensiunea și forma norului.

Cercetările sugerează că norul a fost extrem de alungit, avînd o suprafață minima estimată de trei ori mai mari decît steaua. Cu toate acestea, cantitatea de infraroșu detectată de Spitzer sugerează că doar o mică parte din nor a trecut prin fața stelei și că reziduurile de la eveniment au acoperit o suprafață de sute de ori mai mare decît cea a stelei.

Evenimentul a declanșat o reacție în lanț

Pentru a produce un nor atît de mare, obiectele din coliziune ar fi trebuit să fie de mărimea unor planete pitice, cum ar fi Vesta din Sistemul Solar, un obiect cu o lățime de 530 kilometri situat în centura de asteroizi principală între Marte și Jupiter.

Ciocnirea inițială ar fi generat suficientă energie și căldură pentru a vaporiza o parte din material. De asemenea, evenimentul a declanșat o reacție în lanț cu impacturi între fragmentele de la prima coliziune și alte corpuri mai mici din sistem, fapt care a creat cantitatea semnificativă de praf observată de Spitzer.

„Privim înapoi în timp și vedem procesele care ar fi format Sistemul Solar”

În următoarele luni, norul de praf a crescut și a devenit tot mai translucid, indicînd că praful și alte reziduuri s-au dispersat rapid în sistemul stelar tînăr. În 2019, norul care trecuse prin fața stelei nu mai era vizibil, dar sistemul conținea de două ori mai mult praf ca înainte. Această informație, spun autorii studiului, poate ajuta oamenii de știință să testeze teorii despre modul în care planetele terestre (sau telurice) se formează și evoluează.

„Atunci cînd ne uităm la discurile de reziduuri prăfuite din jurul stelelor tinere, privim în esență înapoi în timp și vedem procesele care ar fi format Sistemul Solar”, a spus Su.