Astronomii analizează acum sisteme planetare turbulente unde au loc coliziuni violente între planete, utilizând telescopul spațial James Webb (JWST) al NASA. Studiul ar putea oferi indicii despre impactul ipotetic dintre Pământ și un corp ceresc de mărimea lui Marte, Theia, care ar fi dus la formarea Lunii în urmă cu miliarde de ani, scriu cei de la Space.com.
Cuprins:
Sistemele planetare tinere sunt caracterizate de violență extremă, având stele înconjurate de discuri de gaz și praf, numite discuri protoplanetare. În aceste regiuni, corpuri mici, denumite planetesimale, se ciocnesc și se unesc, dând naștere planetelor.
Cu toate acestea, telescopul spațial Spitzer al NASA, retras din uz, a identificat o categorie aparte de discuri protoplanetare, mai violente decât cele obișnuite: discurile extreme. Acestea conțin cantități neobișnuit de mari de praf cald, situat în apropierea stelei tinere, într-o zonă comparabilă cu cea în care se află planetele stâncoase din Sistemul Solar.
Deoarece aceste discuri sunt extrem de rare, studiul lor reprezintă o provocare. Cercetătorii estimează că doar 1% dintre stele dețin astfel de formațiuni. Tot ei mai cred că Soarele nostru a fost una dintre acestea.
Un grup de oameni de știință a analizat, cu ajutorul telescopului James Webb, 21 de discuri extreme. Acest demers a inclus date din arhivele Spitzer pentru patru dintre ele și observații noi pentru alte 16, dintre care 12 au fost studiate pentru prima dată. „Este pentru prima dată când acumulăm suficiente date pentru a înțelege cu adevărat această subclasă pe care o numim discuri extreme”, a declarat Kate Su de la Space Science Institute din Boulder, Colorado.
„Înainte de JWST, aveam informații limitate. Știam că sunt ciudate și foarte diferite de discurile clasice reci, precum Vega și Fomalhaut. Acum, cu mai multe date, putem identifica ce reprezintă aceste discuri pentru formarea și evoluția planetelor”, a completat aceasta.
Cercetătorii au identificat trei caracteristici comune discurilor extreme: particule de praf mai mici decât cele din discurile protoplanetare obișnuite, o concentrație ridicată de praf cald și variații neregulate ale luminozității. Pentru a înțelege sursa acestor fenomene, echipa a analizat compoziția mineralelor din discuri și le-a clasificat în două tipuri: bogate în siliciu și sărace în siliciu.
Această clasificare a oferit indicii despre tipurile de coliziuni care au loc în aceste regiuni și despre modul în care sunt produse resturile rezultate. „Să putem observa emisiile infraroșii și caracteristicile lor impresionante cu JWST, ceea ce ne-a permis să le identificăm compozițiile, a fost cel mai interesant lucru pentru mine”, a spus Agnes Kóspál de la Observatorul Konkoly din Budapesta, Ungaria.
„Nu există altă metodă de a studia direct acești embrioni planetari, deoarece sunt prea mici”, a completat acesta.
Cercetările sugerează că discurile bogate în siliciu se formează în urma unor coliziuni de mare energie între obiecte de mărimea planetei Marte, care vaporizează cea mai mare parte a materialului. În schimb, discurile sărace în siliciu rezultă din evenimente care degajă mai puțină energie, precum ciocnirea unor corpuri de mărimea Lunii.
Aproximativ o treime din discurile extreme analizate sunt de tipul bogat în siliciu, fiind observate doar în jurul stelelor cu vârsta sub 300 de milioane de ani. Pe de altă parte, discurile sărace în siliciu au fost întâlnite în jurul stelelor de diferite vârste și prezintă adesea o variabilitate mai mare a luminozității.
Cercetătorii consideră că această variabilitate este cauzată de evoluția rapidă a resturilor proaspete prin noi coliziuni sau modificări ale orbitelor corpurilor din sistem.
Aceste descoperiri pot fi aplicate și în cazul sistemului nostru solar pentru a înțelege mai bine cum a evoluat în cei 4,6 miliarde de ani de existență. Simulările sugerează că planetele telurice, precum Pământul, s-au format în primele câteva sute de milioane de ani de la nașterea sistemului solar.
Acest lucru e în concordanță cu vârsta discurilor extreme bogate în siliciu observate și cu momentul estimat al formării Lunii, la aproximativ 100 de milioane de ani după apariția Soarelui.
De asemenea, se presupune că Sistemul Solar a trecut printr-o fază de disc extrem sărac în siliciu în timpul așa-numitului „Bombardament Târziu Intens”. În această perioadă, coliziunile ar fi determinat migrarea uriașilor gazoși, precum Jupiter sau Saturn, către pozițiile lor actuale.
„Formarea planetelor stâncoase și evoluția planetelor gigantice fac parte din povestea mai amplă a formării Sistemului Solar. Este o poveste unitară”, a subliniat Su. „Cercetările noastre asupra discurilor extreme ne ajută să putem completa imaginea de ansamblu a ceea ce înțelegem în prezent”.