Астрономы обнаружили колоссальное столкновение двух гигантских экзопланет в 1800 световых годах от Земли

Аппаратура космического мониторинга зафиксировала точный момент, когда два небесных тела гигантских размеров яростно столкнулись на орбите далекой звезды. Явление произошло в системе, каталогизированной учеными как ASASSN-21qj, расположенной на расстоянии 1800 световых лет от нашей планеты.

Звезда-хозяин этой системы имеет физические характеристики и светимость, очень похожие на характеристики Солнца, освещающего Землю. Однако его возраст оценивается всего в 300 миллионов лет, что указывает на то, что звездная среда все еще находится на начальной стадии гравитационной и структурной стабилизации.

Запись этого астрономического события предоставляет беспрецедентные данные о механике молодых планетных систем. Для получения изображений и тепловых данных потребовалась координация действий нескольких наземных и космических обсерваторий, которые отслеживали световые аномалии, излучаемые регионом, пострадавшим от толчка.

Тепловое обнаружение и радиационное излучение

Идентификация планетарного удара началась с резкого и внезапного изменения светового поведения звездной системы, которая начала излучать интенсивное излучение в инфракрасном диапазоне. Впервые эта тепловая аномалия была обнаружена в 2018 году, когда датчики зафиксировали температуру, превышающую отметку в 1000 Кельвинов в районе удара. Чрезвычайное тепло, возникающее в результате трения и разрушения планетарных масс, создало безошибочную энергетическую сигнатуру для измерительных приборов, действуя как первое предупреждение о том, что в этой конкретной пространственной координате развернулось событие катастрофических масштабов.

Это тепловыделение оставалось заметным непрерывно в течение примерно тысячи дней, что позволило исследователям собрать значительный объем данных о рассеянии энергии в вакууме. Анализ этой кривой охлаждения был необходим для расчета общей массы, участвовавшей в столкновении, и скорости удара. Примерно через два с половиной года после первоначального пика инфракрасного излучения телескопы зафиксировали второе явление в том же месте, характеризующееся глубоким оптическим затмением, которое блокировало значительную часть видимого света звезды примерно на 500 дней подряд.

Физическая динамика космического удара

Расчеты, основанные на рассеянии тепла и кривой блеска, показывают, что в столкновении участвовали две экзопланеты, которые технически классифицируются как ледяные гиганты. Массы этих небесных тел были эквивалентны массе Земли в десятки раз и напоминали по размерам и составу такие планеты, как Нептун и Уран.

Точная точка падения была нанесена на карту на расстоянии от 2 до 16 астрономических единиц от центральной звезды системы ASASSN-21qj. Если установить параллель пропорций, то это пространственное положение эквивалентно обширной области, расположенной между орбитами Марса и Урана в нашей планетной системе.

Кинетическая энергия, высвободившаяся в результате высокоскоростного столкновения, привела к почти полному распаду внешних слоев обеих экзопланет. Немедленный механический удар образовал огромное облако, состоящее из испарившихся каменных обломков, растаявшего льда и перегретого материала.

Эта масса распавшегося вещества начала быстро расширяться в окружающее пространство под действием силы первоначального взрыва. Пыль и камни, возникшие в результате взаимного разрушения, не улетели в межзвездное пространство, оставаясь в ловушке гравитационного притяжения родительской звезды.

Ротационная структура обломков

Непосредственным физическим результатом этого колоссального столкновения стало образование переходной астрономической структуры, известной в научных кругах как синестия. Это гигантская масса в форме кольца или бублика, полностью состоящая из испаренного газа и расплавленной породы, вращающаяся с очень высокой скоростью вокруг собственного центра масс.

Leia Tambem

Samsung выпускает новое обновление системы с новыми функциями для пользователей Galaxy Watch 4

Значительная скидка на Galaxy S25 Plus снижает стоимость в интернет-магазине до уровня ниже 4500 реалов.

Слух предполагает, что Nintendo готовит специальное издание Switch 2 с ремейком Ocarina of Time

Такое своеобразное образование происходит потому, что избыточная энергия от удара мгновенно преобразуется в чрезвычайное тепло, а центробежная сила вращающегося материала не дает материи немедленно схлопнуться в сферическую форму. По прошествии нескольких месяцев это перегретое облако начало процесс постепенного расширения вдоль первоначальной орбитальной траектории разрушенных планет.

Изменение яркости и оптическая блокировка

Оптическое затмение, последовавшее за первым тепловым свечением, раскрыло важные детали механики жидкости и дисперсии частиц в условиях микрогравитации. В течение 500 дней, в течение которых свет звезды ASASSN-21qj был скрыт, наблюдательное оборудование зафиксировало сильно меняющуюся глубину транзита, сильно зависящую от длины волны анализируемого света. Эта особая световая сигнатура убедительно доказала, что закупорка была вызвана не твердым сферическим телом, а полупрозрачной средой, состоящей из рассеянных твердых частиц. Точная задержка в два с половиной года между обнаружением сильной жары и началом затмения точно соответствует времени орбитального пути, необходимому облаку мусора, чтобы переместиться от точки столкновения до прямой видимости между звездой и телескопами, расположенными на орбите Земли. Постоянные неровности кривой блеска во время этого периода затмения полностью соответствуют поведению облака, которое сильно вытянулось под действием орбитальных сил сдвига и превратилось из первоначально концентрированной массы в длинный, рассеянный след из пыли и фрагментов горных пород, который будет продолжать вращаться по орбите и развиваться вокруг своей родительской звезды в течение тысячелетий.

Параллели с формированием планет

События чрезвычайного кинетического насилия, подобные тем, которые зафиксированы в системе ASASSN-21qj, считаются естественными и очень частыми процессами в молодых звездных системах. Эти области космоса все еще находятся в фазе аккреции, где доступная материя постоянно сталкивается с образованием более крупных небесных тел.

Наша собственная планетная система вначале пережила аналогичную хаотичную и жестокую фазу, более четырех миллиардов лет назад. Самым известным научным примером этой динамики является теория формирования Луны, которая могла возникнуть из обломков, выброшенных после гигантского столкновения прото-Земли и небесного тела размером с Марс.

Непосредственное наблюдение за системой ASASSN-21qj дает исследователям беспрецедентную возможность наблюдать за аналогичным процессом, происходящим в режиме реального времени. Собранные данные помогают проверить математические модели того, как массивные удары формируют окончательный химический и физический состав планет земной группы и газовых гигантов.

Автоматизированный космический мониторинг

Первичная идентификация этого редкого астрономического события принципиально зависела от бесперебойной работы автоматизированных программ поиска транзиентов. Эти роботизированные системы систематически сканируют ночное небо на предмет внезапных изменений яркости звезд, отмечая любые световые аномалии, чтобы большие телескопы могли провести детальное и целенаправленное исследование.

Отслеживание химических сигнатур

Наблюдательная работа сейчас сосредоточена на поиске конкретных спектроскопических сигналов в обширном следе мусора, вращающемся вокруг звезды. Детальный анализ света, который может пройти через это облако пыли, позволит идентифицировать точные летучие материалы, которые были выпущены во время удара.

Картирование этого химического состава необходимо для уточнения текущих моделей планетарной эволюции и понимания того, как распределяются тяжелые элементы после столкновений такого масштаба. Выброшенный материал будет продолжать слипаться в течение миллионов лет, что потенциально приведет к образованию новых, меньших небесных тел или к созданию обширной системы постоянных колец.