Астрономы впервые обнаружили инфракрасное свечение, возникающее в результате столкновения двух ледяных планет-гигантов в звездной системе ASASSN-21qj, расположенной примерно в 1800 световых годах от Земли. Подобная Солнцу звезда, возраст которой оценивается примерно в 300 миллионов лет, с 2018 года продемонстрировала значительное увеличение инфракрасной светимости с температурой около 1000 К и продолжительностью около тысячи дней. Частично это явление совпало со сложным и глубоким оптическим затмением, продолжавшимся примерно 500 дней и начавшимся через 2,5 года после первоначального блеска.
В столкновении приняли участие две экзопланеты с массой от нескольких до десятков масс Земли, что эквивалентно ледяным гигантам, таким как Нептун и Уран. В результате удара образовалось облако испаренных и перегретых обломков, образовавшее расширенную структуру, испускающую заметное излучение. Совместные наблюдения наземных и космических телескопов подтвердили наличие пыли и камней на орбите звезды, что объясняет изменения звездного света.
Событие произошло на расстоянии от 2 до 16 астрономических единиц от звезды, аналогично региону между Марсом и Ураном в Солнечной системе. Астрономы выявили это явление посредством непрерывного мониторинга, который зафиксировал инфракрасное свечение до оптического затемнения, вызванного облаком обломков, пересекающим луч зрения.
Детали первоначального обнаружения
За звездой ASASSN-21qj следили программы транзиентного поиска. Инфракрасное свечение появилось неожиданно и настойчиво. Исследователи отметили, что выброс соответствовал горячему и обширному телу. Астроном-любитель внес свой вклад, заметив необычные различия в сообщениях об объекте.
Оптическое затмение показало переменную зависимость глубины и длины волны. Это указывало на твердые частицы, рассеянные по вытянутой орбите.
Характеристики остатка столкновения
В результате удара образовалась синестия — структура в форме пончика, состоящая из камня и испаряющегося газа. Это вращательное образование возникло из-за избыточной кинетической энергии, преобразованной в тепло. Образовавшееся облако постепенно расширялось по орбите.
Высокая температура материала объясняет длительное инфракрасное излучение. Со временем охлаждение и рассеивание обломков уменьшили видимость свечения.
Сравнение с процессами формирования планет
Гигантские столкновения происходят в молодых системах на этапе аккреции. В ранней Солнечной системе аналогичное событие между прото-Землей и телом размером с Марс привело к появлению Луны. Случай ASASSN-21qj позволяет непосредственно наблюдать аналогичную динамику в другой системе.
Исследования показывают, что такие воздействия формируют окончательный состав планет земной группы. Обломки могут образовывать новые тела или кольца вокруг звезды.
Последствия для будущих наблюдений
Система продолжает контролироваться с помощью современных инструментов. Дополнительные данные помогают уточнить модели развития после столкновения. Продолжительность обращения, предполагаемая задержкой между яркостью и затмением, позволяет нам оценить более длительные периоды.
Продолжающиеся исследования направлены на поиск спектроскопических признаков химического состава обломков. Это могло бы выявить летучие материалы, выделившиеся во время удара.
Дополнительные системные наблюдения
Инфракрасный мониторинг зафиксировал пик выбросов вскоре после события. Оптическое затмение продемонстрировало неровности, напоминающие облако, удлиненное за счет орбитального сдвига. Несмотря на колебания, звезда сохраняла общую стабильность.
Консолидированные наблюдательные данные
Сочетание оптической и инфракрасной фотометрии подтвердило временную последовательность. Яркость предшествовала затемнению на 2,5 года, что совпадало со временем орбитального путешествия. Модели воспроизводят наблюдаемую светимость с соответствующей массой и расстоянием.
Это событие подчеркивает редкость прямых снимков планетарных столкновений. Наблюдения дают ценные данные о завершающих стадиях формирования планетных систем.
