天文学者らは、地球から約1,800光年離れたASASSN-21qj星系にある2つの氷の巨大惑星の衝突によって生じる赤外線の輝きを初めて検出した。年齢は約3億年と推定されるこの太陽に似た星は、2018年以降、赤外線光度の大幅な増加を示し、温度は約1,000K、持続時間は約1,000日となった。この現象は、最初の明るさから 2.5 年後に始まり、約 500 日間続いた複雑で深い光食と部分的に一致しました。
この衝突には、海王星や天王星のような氷の巨人に相当する、地球の数質量から数十質量の質量を持つ2つの系外惑星が関与した。この衝撃により、蒸発して過熱された破片の雲が生成され、検出可能な放射線を放出する膨張した構造が形成されました。地上と宇宙の望遠鏡による観測を組み合わせた結果、星の周りを周回する塵や岩石の存在が確認され、これが星の光の変化を説明するものとなった。
この出来事は、太陽系の火星と天王星の間の領域に似た、恒星から 2 ～ 16 天文単位の距離で発生しました。天文学者らは、視線を横切って移動する破片の雲によって引き起こされる光学的遮蔽の前に赤外線の輝きを記録した継続的な監視を通じてこの現象を特定しました。
初期検出の詳細
恒星 ASASSN-21qj は、一時的な探索プログラムによって監視されました。赤外線の輝きは予期せず持続的に現れました。研究者らは、この放出は熱く広範囲にわたる物体に相当すると指摘した。アマチュア天文学者は、この天体に関する投稿の異常な変化に気づき、貢献しました。
光食は、深さと波長に応じて変化することが示されました。これは、粒子状物質が細長い軌道を描いて分散していることを示しています。
衝突痕跡の特徴
この衝撃により、岩石と気化したガスで構成されるドーナツ状の構造物であるシネスティアが生成されました。この回転形成は、熱に変換された過剰な運動エネルギーから生じました。結果として生じた雲は軌道に沿って徐々に拡大しました。
材料の温度が高いことが、赤外線放射が長時間続くことを説明しています。時間の経過とともに、破片の冷却と拡散により、輝きの視認性が低下しました。
惑星形成過程との比較
巨大衝突は、降着段階の若い星系で発生します。初期の太陽系では、原始地球と火星サイズの天体との間で同様の出来事が起こり、月が誕生しました。 ASASSN-21qj の場合は、別のシステムにおける同様のダイナミクスを直接観察できます。
研究によれば、そのような衝突が地球型惑星の最終的な組成を形作ることがわかっています。破片は星の周りに新しい天体や輪を形成する可能性があります。
将来の観測への影響
システムは先進的な機器によって引き続き監視されています。追加のデータは、衝突後の進化のモデルを改良するのに役立ちます。明るさと食の間の遅れによって示唆される軌道継続期間により、より長い期間を推定することができます。
現在進行中の研究では、デブリの化学組成の分光学的兆候を探しています。これにより、衝撃時に放出された揮発性物質が明らかになる可能性があります。
追加のシステム観察
赤外線モニタリングにより、イベント直後に放出のピークが捕捉されました。この日食は、軌道せん断によって伸びた雲と一致する不規則性を示しました。この星は変動にもかかわらず、全体的な安定性を維持しました。
統合された観察証拠
光学測光と赤外線測光の組み合わせにより、時間的順序が確認されました。増光は掩蔽より 2.5 年先行し、軌道移動時間と一致しました。モデルは、適切な質量と距離で観察された光度を再現します。
この出来事は、惑星の衝突を直接捉えた例の希少性を浮き彫りにしている。観測により、惑星系形成の最終段階に関する貴重なデータが得られます。
