Historien til vårt solsystem er punktert med kollisjoner. Kollisjoner bidro til å skape de jordiske planetene og avslutte dinosaurenes regjeringstid. Og en massiv kollisjon mellom Jorden og en eldgamle kropp ved navn Theia skapte sannsynligvis månen.
Nå har astronomer funnet bevis for en kollisjon mellom to eksoplaneter i et fjernt solsystem.
Solsystemet vårt er et relativt sedat sted nå, sammenlignet med de yngre årene. Hvis vi ønsker å se planeter kollidere, må vi se til fjerne systemer. Det var det et team av astronomer gjorde da de pekte Spitzer-romteleskopet og bakkeobservatoriene mot BD +20 307, et dobbeltstjernersystem omtrent 300 lysår unna.
Stjernene i det systemet er omtrent en milliard år gamle, gamle nok til at ting har slått seg ned så langt kollisjoner går. Likevel, da de så på det for omtrent ti år siden, så de virvlende rusk som var varmere enn de forventet. I et system med milliarder år gamle stjerner, burde noe rusk ha blitt avkjølt nå, så tilstedeværelsen tyder på en nyere kollisjon.
Disse observasjonene er ti år gamle, og nyere brukte astronomer SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) for å se på BD +20 307-systemet på nytt. De fant ut at den infrarøde lysstyrken til ruskene hadde økt med omtrent 10%, noe som indikerer at det er enda mer varmt rusk i systemet.
"Gitt den modne alderen på BD +20 307, er det ekstremt uvanlig at systemet har så store mengder varmt støv innen ~ 1 au."
Fra “Studere evolusjonen av varmt støv omkretsende BD +20 307 ved bruk av SOFIA”
Disse resultatene er publisert i Astrophysical Journal. Hovedforfatter er Maggie Thompson, en doktorgradsstudent ved UC Santa Cruz. Tittelen på papiret er "Studing the Evolution of Warm Dust Encringling BD +20 307 Using SOFIA."
"Det varme støvet rundt BD +20 307 gir oss et innblikk i hvilke katastrofale påvirkninger mellom steinete eksoplaneter kan være," sa Thompson. "Vi vil vite hvordan dette systemet senere utvikler seg etter ekstrem påvirkning."
Vårt solsystem har samlinger med steinete rusk som asteroide beltet. Men det er gamle, kalde rusk, resultatet av eldgamle kollisjoner. Det er også lenger borte fra solen enn søppeldisken i BD +20 307 er. Hvis en fjern sivilisasjon så på solsystemet vårt, ville de måle solens alder og plasseringen og temperaturen til steinrester, og det ville være fornuftig.
"Dette er en sjelden mulighet til å studere katastrofale kollisjoner som oppstår sent i historien til et planetarisk system."
Alycia Weinberger, hovedetterforsker.
Men i BD +20 307-systemet legger ikke noe helt opp. Det burde bare ikke være så mye støv så varmt, så nært de binære stjernene. Hvis massive kollisjoner mellom planetene bare skjer i de kaotiske første årene av et solsystemes liv, burde støvet forsvunnet for lenge siden. Typisk fjernes støvet gjennom kollisjonskaskade, der gjentatte kollisjoner kontinuerlig bryter opp bergarter i mindre og mindre biter. Etter hvert er brikkene så små at strålingstrykket fra stjernene blåser dem bort.
"Dette er en sjelden anledning til å studere katastrofale kollisjoner som forekommer sent i historien til et planetarisk system," sa Alycia Weinberger, stabsforsker ved Carnegie Institution for Science Department of Terrestrial Magnetism i Washington, og leder etterforsker på prosjektet. "SOFIA-observasjonene viser endringer i den støvete disken på en tidsskala på bare noen få år."
Det er andre potensielle forklaringer på dette varme støvet. Det kan være å bevege seg nærmere stjernene og absorbere mer energi. Men det er usannsynlig at det bare vil skje om ti år, noe som bare er et kort øyeblikk i astronomiske termer. Det er også usannsynlig siden støvkornstørrelsen avtar gjennom kollisjonskaskade, og det er mer sannsynlig at støvet blir kastet ut av solstråling.
Det er en annen prosess som styrer støvatferd rundt en stjerne. Det kalles Poynting-Robertson-effekten. Det er en type dra som kan føre til at partikler som er for store til å bli blåst bort av solstråling til å spiral inn i stjernen. Når støvet beveger seg nærmere stjernen blir det varmere.
I sin artikkel diskuterer forfatterne noen andre muligheter. Begge stjernene i dette systemet er stjerner av F-type, som vanligvis ikke er varierende. Men i binære par kan de være det, selv om deres variasjon avtar med alderen.
Hvis det er variabilitet i en eller begge stjerner, og hvis ruskeskiven som omgir stjernene er skrå i forhold til stjernens omkretsplan, kan det føre til den oppvarmende ruskeskiven. Hvis varme flekker på stjernene genererer flere røntgenstråler, og hvis avfallsdisken er tilbøyelig, kan det føre til det oppvarmende rusk som astronomene har oppdaget.
Forfatterne sier at flere observasjoner er nødvendig før det er en klar konklusjon. Men akkurat nå passer en planetarisk kollisjon bevisene best. Og det betyr at det er en reell mulighet her. Som de sier i konklusjonen av artikkelen, kunne "forståelse av BD +20 307 og andre systemer som det med ekstremt støvete ruskeskiver øke kunnskapen vår om katastrofale kollisjoner, effekten av binære stjerner på søppelplater og utviklingen av planetariske systemer."
Mer:
- Pressemelding: Når eksoplaneter kolliderer
- Forskningsartikkel: Studere the Evolution of Warm Dust Encircling BD +20 307 Using SOFIA
- Wikipedia: Circumstellar Debris Disk
