Редкие следы. Телескоп Webb обнаружил признаки столкновений планет размером с Марс

Об этом пишет издание ScienceDaily .

Астрономы полагают, что на раннем этапе существования Солнечной системы Земля столкнулась с телом размером примерно с Марс, которое называют Тейей. В результате удара значительное количество горных пород могло испариться и оказаться в космосе. Часть этого материала впоследствии сформировала Луну.

Чтобы лучше понять подобные процессы, группа исследователей под руководством Кейт Су из Института космических наук (Space Science Institute) изучила так называемые экстремальные диски из обломков. Это системы вокруг молодых звезд, в которых вблизи светила скапливается необычно большое количество теплой пыли — примерно в той зоне, где в Солнечной системе находятся каменистые планеты.

Исследователи собрали данные о 21 таком диске. Пять объектов ранее наблюдал телескоп Spitzer, а 16 исследовала обсерватория Webb. При этом 12 систем наблюдались с помощью Webb впервые, а четыре представляли собой повторные наблюдения объектов, изученных Spitzer.

Ученые выявили три характерные черты экстремальных дисков из обломков: их пыль состоит из более мелких частиц, чем в обычных дисках, содержит необычно много теплого материала и демонстрирует нерегулярные изменения яркости. Эти свойства удалось определить благодаря наблюдениям в среднем инфракрасном диапазоне.

Особое внимание исследователи уделили минеральному составу пыли. По этому показателю диски разделили на две группы: богатые кремнеземом и с низким содержанием кремнезема. Кремнезем является основным компонентом многих горных пород и, в частности, содержится в вулканическом стекле.

Примерно треть исследованных дисков оказалась богатой кремнеземом. По мнению ученых, они могли образоваться в результате чрезвычайно мощных столкновений между телами размером с Марс. Такие удары могли привести к испарению значительной части каменистого вещества.

Остальные две трети дисков характеризуются низким содержанием кремнезема. Исследователи связывают их с менее энергичными столкновениями, в частности со скользящими ударами между телами размером примерно с Луну.

Различия наблюдаются и в возрасте звезд. Диски, богатые кремнеземом, пока обнаруживали только вокруг звезд возрастом до 300 млн лет. Диски с низким содержанием кремнезема встречаются в гораздо более широком диапазоне возрастов и, как правило, демонстрируют более значительные изменения инфракрасной яркости.

Ученые предполагают, что такие колебания могут быть связаны с быстрыми изменениями обломков после столкновений. На их яркость могут влиять изменения орбит материала и новые столкновения между телами.

Полученные результаты могут помочь восстановить историю формирования Солнечной системы. Возраст богатых кремнеземом дисков соответствует периоду, когда, согласно моделям, должны формироваться каменистые планеты. Это также согласуется с оценками, согласно которым Земля и Луна сформировались примерно через 100 млн лет после появления Солнца.

Исследователи также рассматривают возможную связь более старых дисков с гипотезой поздней тяжелой бомбардировки. Она предполагает, что изменения орбит планет-гигантов могли нарушить движение малых тел и спровоцировать период многочисленных столкновений. В то же время авторы подчеркивают, что для проверки этой версии необходимы дополнительные наблюдения.