Astronomowie bezpośrednio zaobserwowali drugie zderzenie planet wokół gwiazdy Fomalhaut, znajdującej się zaledwie 25 lat świetlnych od Ziemi. Zdarzenie uchwycone przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA/ESA stanowi kolejny dowód na to, że w niektórych układach uderzenia planetozymalne występują znacznie częściej, niż wcześniej sądzono. To sprawia, że system Fomalhaut jest wyjątkowym naturalnym laboratorium do badania chaotycznych wczesnych etapów powstawania planet.
Otwarcie Drugiego Uderzenia
Gwiazda Fomalhaut, znana już ze swojego dużego dysku gruzu i wcześniej odkrytej (ale obecnie kwestionowanej) planety zwanej Fomalhaut b, pokazała w 2023 roku nowe punktowe źródło światła. Ten nowo odkryty obiekt, nazwany „cs2”, pojawił się w tym samym regionie wokół gwiazdy, gdzie Fomalhaut b po raz pierwszy dostrzeżono dwie dekady temu. Naukowcy pod kierownictwem dr Paula Kalasa z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley interpretują to jako chmurę pyłu powstałą w wyniku niedawnego wysokoenergetycznego zderzenia dwóch planetozymali – ciał skalistych mniejszych od planet, ale większych od asteroid.
Dlaczego to ma znaczenie: Bezpośrednia obserwacja takich kolizji jest niezwykle rzadka. W przeciwieństwie do naszego Układu Słonecznego, który w dużej mierze ustabilizował się na orbicie, Fomalhaut wydaje się doświadczać częstych i gwałtownych ewolucji planet.
Tajemnica powtarzających się uderzeń
Odkrycie jest zagadkowe, ponieważ dwa zaobserwowane uderzenia – cs1 i cs2 – znajdują się fizycznie blisko siebie w dysku szczątków Fomalhaut. Gdyby oddziaływania były naprawdę losowe, musiałyby wystąpić na większym obszarze. Niezwykły jest także fakt, że nastąpiły one w odstępie 20 lat.
Poprzednie modele sugerowały, że takie zdarzenia powinny mieć miejsce tylko raz na 100 000 lat lub rzadziej. Fakt, że wykryto dwie kolizje w krótkich odstępach czasu, sugeruje albo niestabilną konfigurację w systemie, albo wyższą częstotliwość kolizji niż oczekiwano.
Implikacje dla powstawania układów planetarnych
Naukowcy szacują, że zderzające się planetozymale miały średnicę około 30 kilometrów (19 mil). Na podstawie tych obserwacji sugerują istnienie około 300 milionów podobnych obiektów krążących wokół Fomalhaut. Ta duża gęstość planetozymali wskazuje na chaotyczny wczesny etap rozwoju układu.
„Najciekawszym aspektem tej obserwacji jest to, że pozwala badaczom oszacować zarówno wielkość zderzających się ciał, jak i liczbę ciał w dysku, a jest to informacja, której uzyskanie w żaden inny sposób byłoby praktycznie niemożliwe” – powiedział dr Mark Wyatt z Uniwersytetu w Cambridge. Trwające zderzenia dają wyjątkową okazję do badania składu i mechanizmów powstawania planetozymali w czasie rzeczywistym.
„Układ planetarny Vomalhaut błyszczy od tych zderzeń” – dr Paul Kalas
Badanie opublikowane w czasopiśmie Science potwierdza pogląd, że układy planetarne ewoluują w wyniku częstych, gwałtownych interakcji na początku ich życia. Zderzenia te kształtują rozkład szczątków, wpływają na orbity planet i ostatecznie determinują ostateczną architekturę układu gwiezdnego.
Układ Fomalhaut oferuje rzadki wgląd w tę burzliwą fazę, dostarczając cennych informacji o tym, jak powstają planety i jak powszechne są takie chaotyczne środowiska w całej galaktyce.
