Αστρονόμοι ανακάλυψαν ενδείξεις μιας εντυπωσιακής κοσμικής σύγκρουσης που εκτυλίσσεται γύρω από ένα μακρινό άστρο. Πρόκειται για μια σύγκρουση δύο πλανητών.
Κατά την εξέταση αρχειακών παρατηρήσεων τηλεσκοπίων από το 2020 ο αστρονόμος Αναστάσιος Τζανιδάκης που είναι υποψήφιος διδάκτωρ στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον παρατήρησε κάτι ασυνήθιστο. Ένα άστρο που κανονικά θα έπρεπε να συμπεριφέρεται με προβλέψιμο τρόπο εμφάνιζε περίεργες μεταβολές στη φωτεινότητά του.
Το άστρο που ονομάζεται Gaia20ehk, βρίσκεται περίπου 11,000 έτη φωτός από τη Γη κοντά στον αστερισμό της Πρύμνης. Κατατάσσεται ως ένα σταθερό άστρο «κύριας ακολουθίας» παρόμοιο με τον Ήλιο κάτι που σημαίνει ότι το φως του θα έπρεπε να παραμένει σταθερό με την πάροδο του χρόνου. Αντί γι’ αυτό το άστρο άρχισε να τρεμοπαίζει έντονα.
«Η εκπομπή φωτός του άστρου ήταν ομαλή αλλά από το 2016 εμφάνισε τρεις πτώσεις στη φωτεινότητα και μετά γύρω στο 2021 έγινε εντελώς χαοτικό. Δεν μπορώ να τονίσω αρκετά ότι άστρα σαν τον Ήλιο μας δεν συμπεριφέρονται έτσι. Όταν το είδαμε, αναρωτηθήκαμε: “Τι συμβαίνει εδώ;”» ανέφερε σε δηλώσεις του ο Αναστάσιος Τζανιδάκης.
Σκόνη και συντρίμμια
Οι επιστήμονες σύντομα συνειδητοποίησαν ότι το παράξενο τρεμόπαιγμα δεν προερχόταν από το ίδιο το άστρο. Αντίθετα μεγάλες ποσότητες πετρώδους υλικού και σκόνης κινούνταν μπροστά από τη γραμμή θέασης μας καθώς περιφέρονταν γύρω από το άστρο. Αυτά τα συντρίμμια εμπόδιζαν κατά διαστήματα μέρος του φωτός που κατευθυνόταν προς τη Γη.
Η πιο πιθανή εξήγηση για ένα τόσο μεγάλο νέφος συντριμμιών είναι δραματική: οι ερευνητές πιστεύουν ότι δύο πλανήτες μπορεί να συγκρούστηκαν εκτοξεύοντας θραύσματα και σκόνη σε τροχιά γύρω από το άστρο.
«Είναι απίστευτο ότι διάφορα τηλεσκόπια κατέγραψαν αυτή τη σύγκρουση σε πραγματικό χρόνο. Υπάρχουν μόνο λίγες άλλες καταγεγραμμένες πλανητικές συγκρούσεις και καμία δεν μοιάζει τόσο με εκείνη που δημιούργησε τη Γη και τη Σελήνη. Αν μπορέσουμε να παρατηρήσουμε περισσότερα τέτοια γεγονότα στον γαλαξία, θα μάθουμε πολλά για το σχηματισμό του δικού μας κόσμου» εξηγεί ο Αναστάσιος Τζανιδάκης. Η μελέτη για το Gaia20ehk δημοσιεύθηκε πριν από λίγες μέρες στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal Letters».
Πώς σχηματίζονται τα πλανητικά συστήματα
Τα πλανητικά συστήματα σχηματίζονται από νέφη υλικού που περιβάλλουν νεαρά άστρα. Η βαρύτητα σταδιακά συγκεντρώνει σκόνη, αέριο, πάγο και πετρώδη θραύσματα σε μεγαλύτερα σώματα. Στα πρώτα στάδια αυτής της διαδικασίας, οι συγκρούσεις μεταξύ αναπτυσσόμενων πλανητών είναι συχνές.
Τα νεαρά ηλιακά συστήματα μπορεί να είναι χαοτικά περιβάλλοντα. Τα πλανητικά σώματα συγκρούονται συχνά, διαλύονται ή εκτοξεύονται στο βαθύ διάστημα. Μετά από δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, αυτές οι αλληλεπιδράσεις μειώνουν τον αριθμό των πλανητών και επιτρέπουν στο σύστημα να σταθεροποιηθεί.
Παρόλο που τέτοιες συγκρούσεις πιθανότατα είναι συνηθισμένες στο Σύμπαν είναι δύσκολο να παρατηρηθούν από τη Γη. Τα συντρίμμια πρέπει να περάσουν ακριβώς ανάμεσα στο άστρο και τα τηλεσκόπιά μας, ώστε να εμποδίσουν μερικώς το φως του. Ακόμη και τότε οι μεταβολές στη φωτεινότητα μπορεί να χρειαστούν χρόνια για να εξελιχθούν.
«Η πρωτότυπη δουλειά του Αναστάσιο αξιοποιεί δεδομένα δεκαετιών για να εντοπίσει φαινόμενα που εξελίσσονται αργά αστρονομικές ιστορίες που εκτυλίσσονται σε βάθος δεκαετίας. Λίγοι ερευνητές αναζητούν φαινόμενα με αυτόν τον τρόπο, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν πολλές πιθανές ανακαλύψεις» λέει ο Τζέιμς Ντάβενπορτ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Ένα μυστήριο που λύθηκε με υπέρυθρες παρατηρήσεις
Ο Αναστάσιος Τζανιδάκης ειδικεύεται στη μελέτη άστρων που αλλάζουν φωτεινότητα σε μεγάλα χρονικά διαστήματα. Σε προηγούμενη έρευνα είχε βοηθήσει στον εντοπισμό ενός συστήματος με διπλό άστρο και ένα μεγάλο νέφος σκόνης που προκάλεσε μια έκλειψη διάρκειας επτά ετών.
Ωστόσο το Gaia20ehk παρουσίασε ένα νέο αίνιγμα. Το άστρο αρχικά έδειξε σύντομες πτώσεις στη φωτεινότητα και στη συνέχεια χαοτικές διακυμάνσεις, ένα μοτίβο που δεν είχε παρατηρηθεί ξανά.
Η λύση ήρθε όταν προτάθηκε η εξέταση παρατηρήσεων στο υπέρυθρο φως αντί για το ορατό. «Η καμπύλη φωτός στο υπέρυθρο ήταν το ακριβώς αντίθετο από το ορατό φως. Καθώς το ορατό φως μειωνόταν και τρεμόπαιζε, το υπέρυθρο αυξανόταν. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι το υλικό που εμποδίζει το άστρο είναι πολύ θερμό τόσο θερμό που λάμπει στο υπέρυθρο. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο ότι οι δύο πλανήτες πλησίαζαν όλο και περισσότερο μεταξύ τους. Στην αρχή είχαν διαδοχικές επιφανειακές συγκρούσεις, που δεν παρήγαγαν πολλή υπέρυθρη ενέργεια. Στη συνέχεια συνέβη η μεγάλη καταστροφική σύγκρουση και το υπέρυθρο εκτοξεύτηκε» εξηγεί ο Αναστάσιος Τζανιδάκης.
Μια βίαιη σύγκρουση πλανητών θα παρήγαγε έντονη θερμότητα εξηγώντας το ισχυρό υπέρυθρο σήμα. Αυτό το γεγονός θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει τις προηγούμενες πτώσεις φωτεινότητας.
Στοιχεία που συνδέονται με τη δημιουργία της Γης και της Σελήνης
Οι ερευνητές βλέπουν ομοιότητες ανάμεσα σε αυτό το γεγονός και την αρχαία σύγκρουση που σχημάτισε το σύστημα Γης-Σελήνης πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Το νέφος συντριμμιών γύρω από το Gaia20ehk φαίνεται να κινείται σε απόσταση περίπου όσο η απόσταση Γης Ήλιου. Σε αυτή την απόσταση τα συντρίμμια θα μπορούσαν να ψυχθούν και να αρχίσουν να ενώνονται ξανά σχηματίζοντας ενδεχομένως ένα σύστημα παρόμοιο με τη Γη και τη Σελήνη.
Οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να καθορίσουν το τελικό αποτέλεσμα. Τα συντρίμμια πρέπει να σταθεροποιηθούν και να εξελιχθούν με τον χρόνο πριν γίνει σαφές τι νέες δομές θα σχηματιστούν. Αυτή η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει χρόνια ή ακόμη και εκατομμύρια χρόνια.
Μελλοντικά τηλεσκόπια και νέες ανακαλύψεις
Η ανακάλυψη υπογραμμίζει τη σημασία της αναζήτησης περισσότερων τέτοιων γεγονότων. Το τηλεσκόπιο Simonyi Survey στο Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin αναμένεται να συμβάλει σημαντικά όταν ξεκινήσει το πρόγραμμα Legacy Survey of Space and Time αργότερα φέτος.
Σύμφωνα με πρόχειρες εκτιμήσεις του Ντάβενπορτ, το Rubin θα μπορούσε να εντοπίσει περίπου 100 παρόμοιες πλανητικές συγκρούσεις μέσα στην επόμενη δεκαετία. Η ανακάλυψη περισσότερων τέτοιων γεγονότων θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς εξελίσσονται τα πλανητικά συστήματα και πόσο συχνοί είναι οι κόσμοι παρόμοιοι με τη Γη.
«Πόσο σπάνιο είναι το γεγονός που δημιούργησε τη Γη και τη Σελήνη; Αυτό είναι ένα θεμελιώδες ερώτημα για την αστροβιολογία. Φαίνεται ότι η Σελήνη είναι ένα από τα “μαγικά συστατικά” που κάνουν τη Γη κατάλληλη για ζωή. Βοηθά στην προστασία από αστεροειδείς, δημιουργεί παλίρροιες και καιρικά φαινόμενα που ευνοούν τη χημεία και τη βιολογία, και ίσως συμβάλλει ακόμη και στην κίνηση των τεκτονικών πλακών. Προς το παρόν, δεν γνωρίζουμε πόσο συχνές είναι αυτές οι διεργασίες. Αλλά αν εντοπίσουμε περισσότερες τέτοιες συγκρούσεις, θα αρχίσουμε να το καταλαβαίνουμε» αναφέρει ο Ντάβενπορτ.
