Изследователите идентифицираха за първи път директен запис на инфрачервено сияние в резултат на челния сблъсък между две екзопланети, класифицирани като ледени гиганти. Астрономическото събитие се случи в звездната система ASASSN-21qj, разположена на разстояние приблизително 1800 светлинни години от планетата Terra. Централната звезда на тази система има физически характеристики, много подобни на тези на Sol и възраст, оценена на около 300 милиона години, период, считан за млад в космическата скала на времето.
Визуалното проявление на този планетарен шок беше разделено на две отделни фази на наблюдение от земни и космически телескопи. Inicialmente, започвайки през 2018 г., звездата показа значително и постоянно увеличение на яркостта в инфрачервения диапазон, което показва екстремен източник на топлина. Cerca две години и половина след това първо топлинно откриване, системата претърпя дълбоко и сложно оптично затъмнение, причинено от отломките от сблъсък, преминаващи пред звездата.
Небесните тела, участващи в това събитие, имаха маси, еквивалентни на няколко десетки пъти масата на Земята, структурно наподобяващи планети като Netuno и Urano. Директното сблъскване между тези две планетарни маси генерира огромен облак от изпарени и прегрети отломки, променяйки трайно орбиталната конфигурация на този регион от пространството. Едновременното откриване на блокиране на топлина и светлина предостави доказателствата, необходими за потвърждаване на шока.
Динамика на звездния удар и образуване на изпарена материя
Кинетичната енергия, освободена в момента на сблъсъка между двата ледени гиганта, незабавно се преобразува в екстремна топлина, предизвиквайки мигновено изпаряване на скали, лед и газове, които изграждат вътрешната структура на екзопланетите. Физическият процес на Esse доведе до образуването на разширена ротационна структура, известна в астрофизиката като синестия, която прилича на дебел пръстен или форма на тороид. Прегрятият материал, съдържащ се в тази формация, достигна температури от около 1000 Kelvin, което обяснява интензивното излъчване на инфрачервено лъчение, уловено от инструменти за наблюдение за непрекъснат период от приблизително хиляда дни.
С течение на времето облакът, получен от удара, започна процес на постепенно разширяване по оригиналната орбита на унищожените планети. Бавното охлаждане и продължаващото разпръскване на отломки в космическия вакуум постепенно намаляват видимостта на първоначалното топлинно сияние. Праховите частици, сега съставени от фин прах и скалисти фрагменти с различни размери, установиха нова траектория около звездата-домакин, създавайки подвижна физическа бариера, способна да пречи на разпространението на звездна светлина към точките за наблюдение на Terra.
Непрекъснато наблюдение и откриване на топлинна аномалия
Звездата ASASSN-21qj вече беше под редовно наблюдение от автоматизирани програми, посветени на търсенето на астрономически преходни процеси и вариации на яркостта в нощното небе. Появата на инфрачервеното сияние се случи неочаквано за изследователите, като се откроява със своята устойчивост и аномална интензивност в сравнение със стандартното поведение на звездата.
Предварителният анализ на топлинните данни бързо показа, че топлинното излъчване не идва от самата звезда, а по-скоро от горещо, голямо тяло, новообразувано в нейната орбита. Откриването изисква комбиниране на данни от множество обсерватории, за да се изолира точният източник на инфрачервено лъчение в системата.
Процесът на идентифициране на феномена също включва пресичане на публична информация и проверка на отворените данни. Необичайните характеристики на Variações във фотометричните записи на обекта привлякоха вниманието на експерти и ентусиасти, ускорявайки насочването на по-мощни телескопи към тази конкретна координата в космоса.
Характеристики на оптичното затъмнение в системата
Оптичното затъмнение, последвало инфрачервеното сияние, имаше удължена продължителност от приблизително 500 дни. Затъмнението на Esse е настъпило, когато разширяващият се облак от отломки е преминал точно през линията на видимост между звездата ASASSN-21qj и телескопите, разположени на Terra и навън в космоса.
Фотометричните записи разкриха, че дълбочината на затъмнението е силно променлива, без да представлява еднакъв модел на блокиране на светлината. Характеристиката на Essa е в съответствие с преминаването на облак от прахови частици с неправилна плътност, а не на твърдо, сферично планетарно тяло.
Спектрален анализ на блокирането на светлината демонстрира силна зависимост от наблюдаваната дължина на вълната. Isso предостави на учените потвърждение, че препречващият материал е съставен предимно от прах, разпръснат в удължена орбита, способен да филтрира определени цветове на звездната светлина повече от други.
Нередностите, открити по време на 500-те дни на транзит, показват, че облакът от отломки е претърпял орбитално срязване. Разликата в скоростта на гравитацията разтегли образуването на прах, трансформирайки първоначалната структура в дълга следа от фрагменти, които ще продължат да обикалят около централната звезда.
Прилики с образуването на примитив Sistema Solar
Сблъсъци с гигантски размери са предвидени и документирани събития в млади звездни системи, които все още преминават през фазата на акреция и орбитална стабилизация. Примитивен No Sistema Solar, събитие с много подобна физическа динамика се случи, когато небесно тяло с размер на Marte се сблъска с прото-Земята, изхвърляйки материала, който по-късно се сля, за да създаде
Случаят, документиран в системата ASASSN-21qj, предлага на научната общност рядка възможност за директно наблюдение на динамични процеси, случили се преди милиарди години в нашия собствен космически съсед. Астрофизиците от Estudos посочват, че въздействия от такъв мащаб са основно отговорни за оформянето на крайните химични състави и вътрешни структури на скалисти планети и ледени гиганти.
Орбитално разстояние и зона на възникване на явлението
Изчисленията, базирани на температурата на отломките и времето за преминаване, установиха, че сблъсъкът е настъпил на разстояние между 2 и 16 астрономически единици от главната звезда. Една астрономическа единица е еквивалентна на средното разстояние между Terra и Sol, което поставя шока в междинна област на планетарната система.
За целите на сравнението с архитектурата на нашия Sistema Solar, този диапазон на разстояние съответства на огромния космически регион, разположен между орбитите на планетата Marte и планетата Urano. Местоположението предполага, че унищожените ледени гиганти са обикаляли в зона, където температурите позволяват кондензацията на летливи елементи, което оправдава състава, богат на замръзнала вода и тежки газове.
Проследяване на химически сигнатури и еволюция на орбитата
Звездната система остава под внимателно наблюдение с помощта на усъвършенствани инструменти за спектроскопия с висока разделителна способност, с цел картографиране на продължаващата еволюция на облака от отломки. Получаването на допълнителни данни през следващите няколко години е от решаващо значение за прецизиране на математическите модели на еволюцията след сблъсък и разбирането как материята се реорганизира във вакуум. Продължителността на орбитата, предложена от точното 2,5-годишно забавяне между пиковата инфрачервена яркост и началото на оптичното затъмнение, позволява на астрономите да оценят по-дълги орбитални периоди и да предскажат бъдещи транзити на остатъчния облак. Продължаващите усилия на Pesquisas се стремят да идентифицират специфични спектроскопични сигнали за химичен състав в разпръснатите отломки, които биха могли да разкрият точното съотношение на летливи материали и силикати, освободени по време на разрушаването на планетарните мантии. Главната звезда е запазила цялостната си термодинамична и гравитационна стабилност, служейки като постоянен фар, който осветява праха около нея. Продължителното наблюдение на този сценарий ще даде отговори за възможността останалите отломки да се кондензират отново, за да образуват нови по-малки небесни тела, неправилни луни или дори постоянна система от пръстени около звездата, окончателно променяйки класификацията и структурата на системата ASASSN-21qj.
Валидиране на теоретични астрофизични модели
Прецизната комбинация от оптична и инфрачервена фотометрия потвърди времевата последователност на събитието и съвпадна перфектно с орбиталното време за пътуване, предвидено от законите на гравитацията. Настоящите изчислителни модели успяха да възпроизведат наблюдаваната светимост, използвайки изчислената маса на планетите и подходящото разстояние, консолидирайки доказателства от наблюдения за крайните и бурни етапи от формирането на планетарни системи във Вселената.
