Ученые впервые получили уникальную возможность наблюдать за последствиями масштабного столкновения двух планет за пределами нашей Солнечной системы. Это открытие стало возможным благодаря изучению резких колебаний в светимости звезды, находящейся на удалении около 11 тысяч световых лет от Земли и являющейся частью созвездия Корма.
Первые сведения об этом открытии относятся к исследованиям, проведенным аспирантом Вашингтонского университета, Анастасиосом Тзанидакисом. Он анализировал архивные данные, полученные телескопами в 2020 году, и заметил необычную звезду, обозначенную как Gaia20ehk. Эта звезда, классифицируемая как звезда главной последовательности, имеет характеристики, схожие с нашим Солнцем, и должна демонстрировать стабильный и предсказуемый уровень светимости. Тем не менее, данные наблюдений указывали на противоположное: звезда начала демонстрировать нерегулярное и хаотическое изменение яркости.
По словам Тзанидакиса, кривая блеска светила сохраняла стабильность и однородность до 2016 года. Затем было зафиксировано три заметных снижения яркости, а к 2021 году наблюдаемая картина стала совершенно непредсказуемой. Ученый акцентировал внимание на необычности произошедшего, напомнив, что звезды, подобные Солнцу, не демонстрируют подобного поведения, что побудило исследовательскую группу к поиску истинных причин происходящего.
Подробное изучение выявило, что мерцание вызывалось не звездой напрямую. Оно было вызвано большими скоплениями камней и пыли, которые, казалось, появились неожиданно и начали вращаться вокруг звезды, время от времени проходя перед ее диском и частично, непостоянно заслоняя свет. Наиболее вероятной причиной такого значительного количества обломков стало разрушительное столкновение двух планет. Сам Тзанидакис выразил удивление тем, что различные телескопы смогли зафиксировать это столкновение в момент его происшествия, подчеркнув, что существует очень мало записей о планетарных столкновениях любого типа, и ни одна из них не имеет стольких общих черт с ударом, который, как считается, привел к формированию системы Земля—Луна.
Формирование планет представляет собой непредсказуемый процесс, в ходе которого гравитация аккумулирует материю вокруг зарождающейся звезды, а молодые планеты нередко сталкиваются и разрушаются. Хотя подобные столкновения, по всей видимости, происходят довольно часто, прямой визуальный мониторинг таких событий в отдалённых звёздных системах – большая редкость. Чтобы планеты оказались в поле зрения, они должны располагаться на линии, проходящей между их звездой и Землёй, при этом пыль, образующаяся в результате столкновения, должна частично затемнять свет, и этот эффект может сохраняться на протяжении многих лет.
Решающим фактором стало сопоставление информации, полученной при наблюдении в видимом и инфракрасном спектрах. Исследование выявило, что, если видимый свет начал колебаться и ослабевать, инфракрасное излучение значительно усилилось. Это указывало на то, что вещество, скрывающее звезду, обладало крайне высокой температурой, излучая в инфракрасной области. Столкновение планет, произошедшее с катастрофическими последствиями, могло высвободить достаточно энергии, чтобы объяснить столь мощный всплеск.
Ученые считают, что изначальное снижение светимости было связано с последовательным сближением двух планет по спиральной траектории, сопровождавшимся кратковременными столкновениями. После этого произошла заключительная, разрушительная коллизия, которая спровоцировала интенсивное инфракрасное излучение. Образовавшееся облако пыли вращается вокруг звезды на удалении около одной астрономической единицы – на таком же расстоянии, как Земля от Солнца. Существует возможность, что со временем этот материал охладится и затвердеет, сформировав новую систему, аналогичную земной с Луной, хотя для реализации этого процесса может потребоваться до миллиона лет.
Данное открытие подталкивает к дальнейшему изучению подобных явлений. Телескоп Симиньи, который будет установлен в обсерватории Веры Рубин и начнет работу в текущем году, планирует обнаружить до сотни новых столкновений за ближайшие десять лет. Анализ обширного массива данных в перспективе позволит более точно определить места поиска обитаемых планет за пределами Солнечной системы. Ведь Луна, формирование которой, как полагают, произошло в результате подобного столкновения, считается одним из важнейших факторов, обеспечивших пригодность Земли для жизни, поскольку она защищает планету от астероидов и оказывает влияние на климат и тектонические процессы.