Vores solsystem styres med kollisioner. Kollisioner var med til at skabe de jordiske planeter og afslutte dinosaurernes regeringsperiode. Og en massiv kollision mellem Jorden og et gammelt legeme ved navn Theia skabte sandsynligvis Månen.
Nu har astronomer fundet bevis for en kollision mellem to exoplaneter i et fjernt solsystem.
Vores solsystem er et relativt sedat sted nu sammenlignet med dets yngre år. Hvis vi ønsker at se planeter kollidere, er vi nødt til at se til fjerne systemer. Det var hvad et team af astronomer gjorde, da de pegede Spitzer-rumteleskopet og jordobservatorierne på BD +20 307, et dobbeltstjernersystem omkring 300 lysår væk.
Stjernerne i dette system er omkring en milliard år gamle, gamle nok til, at tingene har slået sig ned, så vidt kollisioner går. Men da de kiggede på det for omkring et årti siden, så de virvlende affald, der var varmere end de forventede. I et system med milliarder år gamle stjerner skulle ethvert affald være kølet af nu, så dets tilstedeværelse antyder en nyere kollision.
Disse observationer er et årti gamle, og for nylig brugte astronomer SOFIA (Stratosfærisk observatorium for infrarød astronomi) til at tage et andet kig på BD +20 307-systemet. De fandt, at den infrarøde lysstyrke af snavs var steget med ca. 10%, hvilket indikerer, at der er endnu mere varmt snavs i systemet.
"I betragtning af den modne alder på BD +20 307 er det ekstremt usædvanligt, at systemet har så rigelige mængder varmt støv inden for ~ 1 au."
Fra "Undersøgelse af udviklingen af varmt støv, der omkranser BD +20 307 ved hjælp af SOFIA"
Disse resultater offentliggøres i Astrophysical Journal. Ledende forfatter er Maggie Thompson, en kandidatstuderende ved UC Santa Cruz. Papirets titel er "Undersøgelse af udviklingen af varmt støv, der omkranser BD +20 307 ved hjælp af SOFIA."
”Det varme støv omkring BD +20 307 giver os et glimt af, hvad katastrofale påvirkninger mellem klippede exoplaneter kan være,” sagde Thompson. ”Vi vil vide, hvordan dette system senere udvikler sig efter den ekstreme påvirkning.”
Vores solsystem har samlinger af stenede snavs som asteroidebæltet. Men det er gamle, kolde affald, resultatet af gamle kollisioner. Det er også længere væk fra solen, end affaldsdisken i BD +20 307 er. Hvis en fjern civilisation kiggede på vores solsystem, ville de måle solens alder og placering og temperatur på det klippeaffald, og det ville være fornuftigt.
”Dette er en sjælden mulighed for at studere katastrofale kollisioner, der forekommer sent i planetens systems historie.”
Alycia Weinberger, Lead Investigator.
Men i BD +20 307-systemet tilføjer noget ikke helt. Der skulle bare ikke være så meget støv denne varme, så tæt på de binære stjerner. Hvis massive kollisioner mellem planeter kun sker i de kaotiske tidlige år af solsystemets liv, skulle støvet forsvinde for længe siden. Typisk fjernes støvet gennem kollisionskaskade, hvor gentagne kollisioner kontinuerligt bryder sten op i mindre og mindre stykker. Til sidst er brikkerne så små, at strålingstrykket fra stjernerne sprænger dem væk.
”Dette er en sjælden mulighed for at studere katastrofale kollisioner, der forekommer sent i planetens systems historie,” sagde Alycia Weinberger, personale videnskabsmand ved Carnegie Institution for Science Department of Terrestrial Magnetism i Washington og leder efterforsker på projektet. ”SOFIA-observationer viser ændringer i den støvede disk på en tidsplan på kun få år.”
Der er andre potentielle forklaringer på dette varme støv. Det kan bevæge sig tættere på stjernerne og absorbere mere energi. Men det er usandsynligt, at det kun vil ske inden for 10 år, hvilket i astronomiske vendinger er et kort øjeblik. Det er også usandsynligt, da støvkornstørrelsen mindskes gennem kollisionskaskade, og det er mere sandsynligt, at støvet skubbes ud af solstråling.
Der er en anden proces, der styrer støvadfærd omkring en stjerne. Det kaldes Poynting-Robertson-effekten. Det er en type træk, der kan forårsage, at partikler, der er for store til at blive sprængt væk af solstråling til at spiral ind i stjernen. Når støvet bevæger sig tættere på stjernen bliver det varmere.
I deres artikel drøfter forfatterne nogle andre muligheder. Begge stjerner i dette system er stjerner af F-type, som normalt ikke er variable. Men i binære par kan de være det, selvom deres variation falder med alderen.
Hvis der er variation i en eller begge stjerner, og hvis affaldsskiven, der omgiver stjernerne, er skråtstillet i forhold til stjernernes orbitalplan, kan det forårsage den opvarmende affaldsskive. Hvis varme pletter på stjernerne genererer flere røntgenstråler, og hvis affaldsdisken er tilbøjelig, kan det forårsage det opvarmende snavs, som astronomerne har opdaget.
Forfatterne siger, at flere observationer er nødvendige, før der er en konkret konklusion. Men lige nu passer en planetarisk kollision til det bedste bevis. Og det betyder, at der er en reel mulighed her. Som de siger i konklusionen af deres papir, "At forstå BD +20 307 og andre systemer som det med ekstremt støvede affaldsskiver kunne fremme vores viden om katastrofale kollisioner, virkningen af binære stjerner på affaldsskiver og udviklingen af planetariske systemer."
Mere:
- Pressemeddelelse: Når eksoplaneter kolliderer
- Forskningsartikel: Undersøgelse af udviklingen af varmt støv, der omkranser BD +20 307 ved hjælp af SOFIA
- Wikipedia: Circumstellar Debris Disk
