Место недавнего столкновения планет внезапно стало горячее

Десять лет назад астрономы обнаружили систему, в которой недавно столкнулись и разрушились в пыль две планеты. Теперь там происходит нечто, чему пока нет достоверного объяснения: температура пыли растёт по неизвестной причине.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal.

BD +20 307 – это двойная звезда (то есть пара звёзд, обращающихся вокруг общего центра масс), расположенная примерно в 300 световых годах от Земли в созвездии Овна. Около десяти лет назад с помощью наземных обсерваторий и орбитального инфракрасного телескопа Spitzer астрономы обнаружили в этой системе пылевое облако.

Как выяснилось позднее, вокруг BD +20 307 в миллион раз больше пыли, чем в Солнечной системе. И, как выявили дальнейшие измерения, температура пыли составляет около 150 °C.

Так нагреться пыль может лишь в том случае, если она находится совсем недалеко от пары светил. Однако этому дуэту уже как минимум миллиард лет, а это достаточно зрелый возраст (Солнцу примерно пять миллиардов, а самым молодым из известных протопланетных систем несколько миллионов). Это значит, что эта пыль не досталась системе в наследство от протопланетного диска.

Дело в том, что пылинки в столь плотном облаке должны сталкиваться и дробиться. При этом они уменьшаются в размерах и меняют свои орбиты. Большая часть этих пылевых частиц в конце концов либо падает на звезду, либо выбрасывается на ледяные окраины системы. За миллиард лет плотное облако пыли, почти вплотную прилегающее к паре звёзд, давно рассеялось бы.

Поэтому учёные предположили, что облако пыли образовалось по астрономическим меркам совсем недавно: не раньше ста тысяч лет назад. Источником же этой пыли, судя по всему, стал космический катаклизм: разрушительное столкновение двух планет размером с Землю.

"Тёплая пыль вокруг BD +20 307 даёт нам представление о том, какими могут быть катастрофические столкновения скалистых экзопланет, – говорит первый автор статьи Мэгги Томпсон (Maggie Thompson) из Калифорнийского университета в Санта-Круз. – Мы хотим знать, как эта система развивается после экстремального события".

В новом исследовании учёные использовали данные стратосферной инфракрасной обсерватории SOFIA. Оказалось, что по сравнению с показаниями "Спитцера" десятилетней давности поток инфракрасного излучения от диска вокруг BD +20 307 увеличился на 10±2%. Кроме того, похоже, максимум излучения сместился в сторону более коротких волн. Всё это говорит о том, что облако пыли стало горячее.

"Это редкая возможность изучить катастрофические столкновения, произошедшие на поздних этапах истории планетной системы, – рассказывает соавтор статьи Алисия Вайнбергер (Alycia Weinberger) из Института Карнеги в Вашингтоне. – Наблюдения SOFIA показывают изменения в пылевом диске в течение нескольких лет".

Но что могло произойти с облаком пыли за десять лет, ведь по астрономическим меркам это мгновение? Достоверного ответа на этот вопрос у учёных пока нет. Однако речь не может идти о том, чтобы пылевая вуаль стала ближе к родительским звёздам. Подобные процессы не происходят так быстро.

Не исключено, что в диске ещё сохранились крупные обломки, и на глазах астрономов произошло новое столкновение. Оно выбросило крупную порцию пыли, которая и излучает дополнительное тепло. Но так ли это на самом деле, пока никто не знает.

Астрономы планируют продолжить наблюдения за удивительной системой.