Две планеты так сильно столкнулись друг с другом, что одна из них потеряла атмосферу

Формирование планетарной системы — дело несколько запутанное.

После того, как звезда закончила формирование, кружащийся, кружащийся диск материала, оставшегося от процесса, начинает слипаться, образуя планеты. Однако сложная гравитационная среда не является дружелюбной, и эти тела толкаются и сталкиваются, продолжая расти и мигрировать внутри своих систем.

Теперь астрономы нашли доказательства именно такого столкновения в молодой системе, находящейся в 95 световых годах от Земли. Согласно анализу, пыль вокруг молодой звезды HD 172555 возрастом 23 миллиона лет является результатом планетарного удара, настолько сильного, что частично лишившего одно из тел атмосферы.

«Это первый раз, когда мы обнаружили это явление — разорванную протопланетную атмосферу в результате космического столкновения», — сказала астроном Тайана Шнайдерман из Массачусетского технологического института.

Процесс формирования планет — сложный, и нам пришлось собрать воедино то, что мы знаем из нашей собственной полностью сформированной системы и других систем в галактике Млечный Путь, которые мы изучали на разных этапах развития.

Когда звезда образуется из сгустка пыли и газа в молекулярном облаке, возникает огромный диск материи, который попадает на растущую звезду.

Этот диск претерпевает трансформацию, возможно, начавшуюся еще до того, как звезда даже закончила формирование, поскольку точки и фрагменты внутри него начинают сцепляться, сначала электростатически, а затем, по мере того, как тело накапливает массу, гравитационно.

Эти все большие и большие сгустки сталкиваются и сливаются, в конечном итоге набирая массу, достаточную для того, чтобы дифференцированное ядро ​​обосновалось в центре, и стало планетой.

Однако не каждая планета выживает. Мы думаем, что одна такая планета размером с Марс, столкнулась с Землей и в результате образовалась Луна.

Астрономы предполагают, что большинство планет не образуются там, где они в конечном итоге оказываются; вместо этого они формируются в другом месте и перемещаются в свое окончательное положение. Эти движения вызывают дополнительные возмущения, которые могут привести к столкновениям.

Поэтому считается, что столкновения — довольно частое явление при формировании планетной системы. В самом деле они играют важную роль в росте планет и в окончательной архитектуре этой системы.

HD 172555 долгое время считалась странной. Пыль, кружащаяся вокруг него, имеет необычный состав и размер частиц: необычное количество кремнезема и твердого монооксида кремния, а также частицы пыли гораздо меньшего размера, чем в среднем.

Ранее это интерпретировалось как результат сверхскоростного удара, поэтому Шнайдерман и ее коллеги решили внимательнее изучить окись углерода вокруг звезды.

Они обнаружили, что на орбите звезды на необычно близком расстоянии в 10 астрономических единиц было довольно много окиси углерода. На таком расстоянии газ должен был быть разрушен звездным излучением.

Согласно моделированию команды, лучшим объяснением было столкновение планетарных тел. По крайней мере 200000 лет назад — достаточно недавно, чтобы газ не успел бы разрушиться — каменистая планета размером с Землю столкнулась с меньшим телом со скоростью 10 километров в секунду.

Это столкновение было бы настолько сильным, что унесло часть атмосферы каменистой планеты. Это объяснило бы окись углерода и пыль, богатую кремнеземом.

Исследование опубликовано в журнале Nature.