Κοσμικό σοκ: Σύγκρουση πλανητών μπορεί να δημιούργησε μια νέα «εξο-Σελήνη»

Αστρονόμοι εντόπισαν ενδείξεις μιας βίαιης σύγκρουσης μεταξύ δύο πλανητών σε ένα μακρινό αστρικό σύστημα, ένα φαινόμενο που θυμίζει το κοσμικό γεγονός από το οποίο δημιουργήθηκε η Σελήνη. Το πρώτο σημάδι αυτής της κοσμικής σύγκρουσης προήλθε από ένα φαινομενικά ήσυχο άστρο, το οποίο άρχισε να συμπεριφέρεται με εντελώς απρόβλεπτο τρόπο.

Το άστρο, γνωστό ως Gaia20ehk, είναι ένας σταθερός αστέρας κύριας ακολουθίας, παρόμοιος με τον Ήλιο, που βρίσκεται περίπου 11.000 έτη φωτός μακριά. Μέχρι το 2016, η φωτεινότητά του παρέμενε σταθερή, ώσπου ξαφνικά παρουσίασε αλλόκοτες μεταβολές, προκαλώντας το ενδιαφέρον των επιστημόνων.

«Η φωτεινότητα του άστρου ήταν απολύτως σταθερή, αλλά από το 2016 εμφανίστηκαν τρεις απότομες πτώσεις. Και γύρω στο 2021, η συμπεριφορά του έγινε εντελώς χαοτική», ανέφερε ο επικεφαλής της ομάδας και ερευνητής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, Αναστάσιος Τζανιδάκης. «Οι αστέρες σαν τον Ήλιο δεν κάνουν τέτοια πράγματα. Όταν το είδαμε, είπαμε “Τι συμβαίνει εδώ;”»

Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι διακυμάνσεις στη φωτεινότητα του Gaia20ehk δεν οφείλονταν στο ίδιο το άστρο, αλλά σε τεράστιες ποσότητες σκόνης και βραχωδών υλικών που περνούσαν μπροστά του. Η πηγή αυτών των υπολειμμάτων φαίνεται να είναι η σύγκρουση δύο πλανητών που το περιέβαλλαν.

«Είναι απίστευτο ότι διάφορα τηλεσκόπια κατέγραψαν αυτή τη σύγκρουση σε πραγματικό χρόνο», εξήγησε ο Τζανιδάκης. «Υπάρχουν ελάχιστες καταγεγραμμένες πλανητικές συγκρούσεις και καμία δεν μοιάζει τόσο πολύ με εκείνη που δημιούργησε τη Γη και τη Σελήνη. Αν μπορέσουμε να παρατηρήσουμε περισσότερα τέτοια φαινόμενα, θα μάθουμε πολλά για τη δημιουργία του κόσμου μας».

Η φύση των πλανητικών συγκρούσεων

Οι πλανήτες σχηματίζονται μέσα από συγκρούσεις και συγχωνεύσεις μικρότερων σωμάτων, γνωστών ως πλανητοειδών, γύρω από νεαρά άστρα. Στα πρώτα στάδια ενός πλανητικού συστήματος, τέτοια γεγονότα είναι συχνά, αλλά με την πάροδο εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, οι συνθήκες σταθεροποιούνται, δημιουργώντας συστήματα όπως το δικό μας.

Παρότι οι πλανητικές συγκρούσεις είναι πιθανόν συχνές, η παρατήρησή τους είναι εξαιρετικά δύσκολη. Απαιτεί υπομονή, τύχη και την κατάλληλη γωνία θέασης, ώστε τα συντρίμμια της σύγκρουσης να περάσουν μπροστά από το άστρο και να προκαλέσουν τις χαρακτηριστικές μειώσεις φωτεινότητας.

«Η μοναδική δουλειά του Andy αξιοποιεί δεκαετίες δεδομένων για να εντοπίσει φαινόμενα που εξελίσσονται αργά — ιστορίες στην αστρονομία που ξεδιπλώνονται μέσα σε δεκαετίες», δήλωσε ο επιστήμονας του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, James Davenport. «Λίγοι ερευνητές εξετάζουν τέτοια μακροχρόνια φαινόμενα, οπότε νέες ανακαλύψεις είναι πάντα πιθανές».

Παράθυρο στο παρελθόν της Γης

Οι ερευνητές κατάφεραν να λύσουν το μυστήριο του Gaia20ehk χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια υπερύθρων. «Η καμπύλη φωτός στο υπέρυθρο ήταν το ακριβώς αντίθετο από εκείνη στο ορατό φως», ανέφερε ο Τζανιδάκης. «Καθώς το ορατό φως μειωνόταν, το υπέρυθρο αυξανόταν, κάτι που σημαίνει ότι το υλικό που μπλόκαρε το άστρο ήταν τόσο θερμό ώστε έλαμπε στο υπέρυθρο». Αυτό το φαινόμενο μπορεί να προκληθεί από δύο πλανήτες που συγκρούονται και παράγουν τεράστια ποσά θερμότητας και σκόνης.

Ο ερευνητής πρόσθεσε ότι η διαδικασία ίσως περιλάμβανε μια σειρά από μικρότερες συγκρούσεις πριν από τη μεγάλη και καταστροφική σύγκρουση που προκάλεσε την έντονη υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα στοιχεία δείχνουν ότι το γεγονός αυτό μοιάζει με εκείνο που συνέβη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και οδήγησε στη δημιουργία της Σελήνης.

Η σκόνη που περιβάλλει τώρα το Gaia20ehk κινείται σε απόσταση περίπου 93 εκατομμυρίων μιλίων από το άστρο — όσο η απόσταση Γης-Ήλιου. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν ότι το υλικό αυτό, όταν ψυχθεί, θα μπορούσε να σχηματίσει μια «εξο-Σελήνη» και ένα νέο σύστημα πλανήτη-δορυφόρου.

Ζωή και κοσμική τύχη

Η διαδικασία αυτή θα διαρκέσει εκατομμύρια χρόνια, ωστόσο η αναζήτηση παρόμοιων φαινομένων συνεχίζεται. Η κατανόηση του πόσο συχνά συμβαίνουν τέτοιες συγκρούσεις μπορεί να ρίξει φως στο πόσο κοινές είναι οι συνθήκες που οδήγησαν στη δημιουργία της ζωής στη Γη.

«Το ερώτημα για το πόσο σπάνιο ήταν το γεγονός που δημιούργησε τη Γη και τη Σελήνη είναι θεμελιώδες για την αστροβιολογία», σημείωσε ο Davenport. «Η Σελήνη φαίνεται να είναι ένα από τα μαγικά συστατικά που κάνουν τη Γη φιλόξενη για ζωή. Αν εντοπίσουμε περισσότερες τέτοιες συγκρούσεις, θα αρχίσουμε να κατανοούμε πόσο συχνά συμβαίνουν».

Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.