Odległe układy planetarne potrafią zaskakiwać nawet najbardziej doświadczonych astronomów. Tym razem uwagę naukowców przykuła niezwykła struktura przypominająca długi ogon kota, znajdująca się około 63 lata świetlne od Ziemi.
Dzięki obserwacjom Kosmicznego Teleskopu Hubble’a badacze zdobyli nowe wskazówki dotyczące jej pochodzenia. Wszystko wskazuje na to, że niezwykła formacja jest pozostałością gigantycznego zderzenia obiektów wielkości Plutona.
Kosmiczny „koci ogon” skrywa tajemnicę młodego układu planetarnego
Tajemnicza struktura znajduje się w układzie Beta Pictoris w gwiazdozbiorze Malarza, oddalonym od nas o około 63 lata świetlne. W jego centrum znajduje się młoda gwiazda otoczona rozległym dyskiem pyłowym, będącym pozostałością po procesach formowania planet.
Ogon ma imponujące rozmiary – jego długość może sięgać około 1000 jednostek astronomicznych. Dla porównania jedna jednostka astronomiczna (AU) odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca, czyli około 150 milionom kilometrów. Mówimy zatem o strukturze rozciągającej się na dystans około 150 miliardów kilometrów.
Co ciekawe, sam obiekt został wcześniej dostrzeżony dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba. Dopiero nowe obserwacje Hubble’a pozwoliły astronomom zobaczyć go również w świetle widzialnym i dokładniej zbadać jego właściwości.
Zderzenie obiektów wielkości Plutona mogło stworzyć niezwykłą strukturę
Zespół naukowców kierowany przez Arina Avsara z Uniwersytetu Arizony przeanalizował nowe zdjęcia Hubble’a, zestawiając je z materiałami obserwacyjnymi pochodzącymi sprzed ponad 14 lat.
Wyniki wskazują, że kosmiczny ogon może być pozostałością gwałtownego zderzenia dwóch lub większej liczby obiektów podobnych do Plutona. W młodych układach planetarnych takie wydarzenia nie należą do niezwykłych. Miliony lat po narodzinach gwiazdy przestrzeń wokół niej pozostaje pełna lodowych brył, skał i pyłu, które nieustannie oddziałują na siebie grawitacyjnie.
Naukowcy podejrzewają, że potężna kolizja mogła rozbić większe ciała na ogromną ilość mikroskopijnych drobin.
Hubble ujawnił niezwykłe właściwości kosmicznego pyłu
Jeszcze ciekawsze okazały się właściwości materiału tworzącego ogon. Według analiz struktura składa się przede wszystkim z bardzo drobnych ziaren pyłu o rozmiarach liczonych w mikrometrach. Są one wyjątkowo porowate, a ich skład jest silnie związany z materiałami bogatymi w węgiel.
To właśnie nietypowa budowa pyłu może wyjaśniać, dlaczego obiekt tak długo pozostawał niewidoczny w świetle widzialnym. Ciemne, bogate w węgiel cząstki pochłaniają znaczną część padającego na nie światła, przez co ich obserwacja jest znacznie trudniejsza.
Kevin Wagner, współautor badań, zaproponował interesujące wyjaśnienie powstania takiej struktury. Według jednej z hipotez prędkość zderzających się obiektów była tak duża, że część ziaren węglowych uległa odparowaniu. Następnie materiał ponownie skondensował podczas ochładzania, tworząc wyjątkowo lekkie i porowate drobiny.
To jednak wciąż hipoteza, a nie potwierdzony mechanizm powstawania kosmicznego pyłu. Astronomowie potrzebują kolejnych obserwacji, aby dokładniej odtworzyć przebieg wydarzeń.
Młody układ Beta Pictoris przypomina początki naszego Układu Słonecznego
Odkrycie ma znaczenie wykraczające poza samą zagadkę kosmicznego ogona. Beta Pictoris pozwala naukowcom przyjrzeć się warunkom panującym w młodych układach planetarnych. Nasz Układ Słoneczny również przechodził przez okres intensywnych zderzeń, zanim planety osiągnęły względnie stabilne orbity.
Obserwacje ujawniły również nietypowe zakrzywienie otaczającego gwiazdę halo pyłowego. Badacze podejrzewają, że może ono wynikać z oddziaływania grawitacyjnego jednej z planet układu, Beta Pictoris b, której masa jest około dziesięciokrotnie większa od masy Jowisza.
Hubble pokazuje więc nie tylko pozostałości kosmicznej katastrofy, ale również mechanizmy, które mogą wpływać na ewolucję całych układów planetarnych. Być może podobne procesy zachodziły miliardy lat temu również w naszym najbliższym kosmicznym sąsiedztwie.