Astronomowie ogłosili, że planety budowane są przez długi okres masowych zderzeń między ciałami skalistymi tak dużymi jak łańcuchy górskie.
Nowe obserwacje Spitzer Space Telescope NASA ujawniają zaskakująco duże obłoki pyłu wokół kilku gwiazd. Te chmury najprawdopodobniej rozbłysły, gdy skaliste, embrionalne planety zderzyły się ze sobą. Księżyc własny Ziemi mógł powstać w wyniku takiej katastrofy. Przed tymi nowymi wynikami astronomowie sądzili, że planety powstają w mniej chaotycznych warunkach.
„Tam jest bałagan”, powiedział dr George Rieke z University of Arizona, Tucson, pierwszy autor odkryć i naukowiec Spitzer. „Widzimy, że planety mają długą, kamienistą drogę do zejścia, zanim osiągną pełnię.”
Spitzer był w stanie zobaczyć zakurzone następstwa tych kolizji dzięki swojej potężnej wizji w podczerwieni. Kiedy planety zarodkowe, skaliste jądra planet, takich jak Ziemia i Mars, zderzają się ze sobą, uważa się, że albo łączą się w większą planetę, albo rozpadają na kawałki. Pył generowany przez te zdarzenia jest ogrzewany przez gwiazdę-gospodarza i świeci w podczerwieni, gdzie Spitzer może go zobaczyć.
Odkrycia zostaną opublikowane w nadchodzącym numerze Astrophysical Journal. Odzwierciedlają to, co wiemy o tworzeniu naszego własnego układu planetarnego. Ostatnie obserwacje z badań kraterów uderzeniowych Księżyca ujawniają również burzliwy wczesny układ słoneczny. „Nasz Księżyc otrzymał wiele gwałtownych uderzeń, gdy planety już zaczęły się kształtować” - powiedział Rieke.
Według najpopularniejszej teorii, skaliste planety tworzą coś w rodzaju bałwanów. Zaczynają się wokół młodych gwiazd jak małe kulki w polu gęstego pyłu w kształcie dysku. Następnie, dzięki lepkim interakcjom z innymi ziarnami pyłu, stopniowo gromadzą większą masę. W końcu kształtują się ciała o rozmiarach górskich, które zderzają się dalej, tworząc planety.
Wcześniej astronomowie wyobrażali sobie, że proces ten przebiega płynnie w kierunku dojrzałego układu planetarnego trwającego od kilku milionów do kilkudziesięciu milionów lat. Przewidywali, że zakurzone dyski tworzące planety powinny stopniowo zanikać wraz z wiekiem, z okazjonalnymi rozbłyskami spowodowanymi zderzeniami między resztkami skalistych ciał.
Rieke i jego koledzy zaobserwowali bardziej zróżnicowane środowisko formowania planet. Wykorzystali nowe dane Spitzera, wraz z wcześniejszymi danymi ze wspólnego NASA, Wielkiej Brytanii i holenderskiego satelity astronomicznego w podczerwieni oraz obserwatorium kosmicznego Europejskiej Agencji Kosmicznej. Szukali zakurzonych dysków wokół 266 pobliskich gwiazd o podobnej wielkości, około dwa do trzech razy większej od masy Słońca i w różnym wieku. Siedemdziesiąt jeden z tych gwiazd zawiera dyski, prawdopodobnie zawierające planety na różnych etapach rozwoju. Ale zamiast obserwować, jak dyski znikają w starszych gwiazdach, astronomowie zaobserwowali coś wręcz przeciwnego.
„Myśleliśmy, że młode gwiazdy, mające około miliona lat, będą miały większe, jaśniejsze dyski, a starsze gwiazdy od 10 do 100 milionów lat miałyby słabsze”, powiedział Rieke. „Ale znaleźliśmy kilka młodych gwiazd z brakującymi dyskami i niektóre stare gwiazdy z masywnymi dyskami”.
Ta zmienność oznacza, że dyski tworzące planety mogą zostać zadławione pyłem przez cały okres istnienia dysków, nawet do setek milionów lat po powstaniu gwiazdy macierzystej. „Jedynym sposobem na wytworzenie takiej ilości pyłu, jaką widzimy w tych starszych gwiazdach, są ogromne zderzenia” - powiedział Rieke.
Przed Spitzerem wokół gwiazd starszych niż kilka milionów lat zaobserwowano tylko kilkadziesiąt krążków tworzących planety. Wyjątkowo czułe widzenie w podczerwieni Spitzera pozwala wyczuć słabe ciepło tysięcy dysków w różnym wieku. „Spitzer otworzył nowe drzwi do badań nad dyskami i ewolucją planet” - powiedział dr Michael Werner, naukowiec projektu w Spitzer w NASA Jet Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia.
„Te ekscytujące nowe odkrycia dają nam nowy wgląd w proces formowania się planet, proces, który doprowadził do narodzin planety Ziemia i do życia”, powiedziała dr Anne Kinney, dyrektor oddziału wszechświata w Dyrekcji Misji Naukowej w siedzibie NASA , Waszyngton. „Spitzer naprawdę ucieleśnia misję NASA polegającą na eksploracji wszechświata i poszukiwaniu życia” - powiedziała.
JPL zarządza Kosmicznym Teleskopem Spitzer dla Dyrekcji Misji Naukowej NASA. Koncepcje artystów i dodatkowe informacje o kosmicznym teleskopie Spitzer są dostępne na stronie http://www.spitzer.caltech.edu.
Oryginalne źródło: NASA / JPL News Release
