Telescopul Webb dezvăluie coliziuni violente în sisteme planetare tinere
O echipă de astronomi a folosit telescopul spațial James Webb pentru a studia o clasă de sisteme stelare tinere care prezintă semne ale unor ciocniri devastatoare, similare impactului care se crede că a format Luna. Rezultatele oferă indicii despre energia acestor coliziuni și despre evoluția acestor medii turbulente. Cercetarea, condusă de Kate Su de la Space Science Institute din Boulder, Colorado, a fost publicată în The Astrophysical Journal.
În istoria timpurie a sistemului nostru solar, un obiect de dimensiunea lui Marte, numit Theia, ar fi lovit Pământul infantil, vaporizând cantități masive de rocă. O parte din acest material s-a coagulat formând Luna. Astronomii au examinat acum sisteme stelare tinere care arată semne ale unor convulsii similare.
Mediul din jurul unei stele evoluează de la un disc protoplanetar bogat în gaz la un disc de resturi sărac în gaz. Telescopul Spitzer, retras, a descoperit în această fază o subclasă numită discuri extreme de resturi, care conțin cantități neobișnuit de mari de praf cald aproape de stea.
Deși teoriile sugerau că aceste discuri ar trebui să fie comune, observațiile arată că doar aproximativ 1% dintre stelele tinere prezintă semnături observabile ale acestei faze. Echipa a reușit totuși să compileze un eșantion de 21 de astfel de discuri, dintre care cinci din datele de arhivă Spitzer și 16 de la Webb.
„Este prima dată când am adunat suficiente sisteme pentru a înțelege cu adevărat această subclasă”, a declarat Su, autoarea principală a lucrării.
Echipa a confirmat trei proprietăți comune: granule de praf mai mici decât în discurile protoplanetare, o concentrație ridicată de praf cald și variații neregulate de strălucire, toate relevate de spectrele în infraroșu mediu.
Analiza compoziției mineralogice a împărțit eșantionul în discuri bogate în siliciu și discuri sărace în siliciu. Sticla vulcanică precum obsidianul este un exemplu de material bogat în siliciu, în timp ce forsteritul apare ca granule verzi de nisip pe unele plaje din Hawaii.
Circa o treime din eșantion este bogat în siliciu, sugerând impacturi de înaltă energie între corpuri de dimensiunea lui Marte. Restul de două treimi este sărac în siliciu, indicând ciocniri la scară mai mică, între obiecte de dimensiunea Lunii.
Discurile bogate în siliciu apar doar în jurul stelelor mai tinere de 300 de milioane de ani, în timp ce cele sărace în siliciu persistă pe o gamă largă de vârste și prezintă variații mai mari de strălucire.
„Nu avem altă modalitate de a studia direct acești embrioni planetari, pentru că sunt prea mici”, a spus Agnes Kospal de la Observatorul Konkoly din Budapesta, coautoare a studiului.
Rezultatele se aplică și sistemului nostru solar, care ar fi putut trece prin mai multe faze de disc extrem de resturi. Simulările sugerează că planetele telurice se formează în primele câteva sute de milioane de ani, iar Pământul și Luna s-ar fi format la aproximativ 100 de milioane de ani după Soare.
Attila Moor de la Observatorul Konkoly, coautor, a precizat: „Ne așteptăm să nu existe sisteme bogate în siliciu printre discurile extreme de resturi mai vechi. Avem doar trei discuri în eșantion care respectă acest criteriu de vârstă, așa că ar fi bine să observăm mai multe astfel de sisteme pentru a ne confirma ipoteza.”
