Астрономы впервые увидели столкновение планет почти в реальном времени

В звёздной системе на расстоянии 11 тысяч световых лет, похоже, столкнулись две планеты. Свет от этого события дошёл до нас совсем недавно, так что за развитием событий можно наблюдать практически в прямом эфире.

Изображения звезды Gaia20ehk в оптической и инфракрасной области. В инфракрасном спектре видно сильное увеличение яркости с 2018 до 2024 года.

Звёздная система с обозначением Gaia20ehk (Gaia-GIC-1) на небесной сфере находится в южном созвездии Кормы. Как следует из обозначения, расстояние до неё (11 тысяч световых лет) определено при помощи космического телескопа Gaia, недавно завершившего работу и в качестве основной задачи занимавшегося именно определением расстояний до не очень близких звёзд при помощи параллактического смещения. Звезда GIC-1 долгое время считалась стабильной, даже “слишком” стабильной. Но с 2016 года её поведение начало меняться. Сначала обнаружили три одно за другим выразительных проседания её яркости, а с 2021 года она пошла вразнос: её мерцание стало нерегулярным и почти хаотичным.

Основная загадка — какой объект закрывает звезду. Когда сравнили изменение яркости звезды в видимом свете (её световую кривую) с данными в инфракрасном диапазоне, ответ стал достаточно очевидным. В моменты, когда звезда темнела в видимом свете, её яркость в инфракрасной части спектра резко усиливалась.

То есть материал, перекрывающий свет от звезды, оказался излучающим в инфракрасном, причём согласно спектру излучения его температура должна составлять около 627 °C. Такое некруглое число получается, поскольку изначально оценки температуры светящегося тела делают в кельвинах. Речь идёт об определении температуры тела по максимуму светимости (закону смещения Вина), и в абсолютной температурной шкале как раз получается “круглое” оценочное значение 900 K. Такие температуры — прямое указание на послесвечение от столкновения планетарных тел, которые при столкновении превращаются в раскалённую груду спечённых обломков.

Далее, поскольку известная масса звезды составляет 1,3 солнечных масс, можно, зная период мерцания (время обращения облака по орбите), найти его параметры орбиты. Радиус орбиты немного больше радиуса земной орбиты и составляет 1,1 астрономических единицы. Масса пылевого облака отвечает размерам небольшого ледяного спутника типа Энцелада. Но поскольку мы можем наблюдать только мелкую светящуюся пыль, реальные размеры столкнувшихся тел, скорее всего, значительно больше.

Астрофизики предполагают, что катастрофа развивалась этапами. Сначала планеты сближались по спирали и при близком прохождении испытывали серию касательных ударов. Три спада активности с 2016 года, вероятно, это след такой траектории. Затем конечный лобовой удар породил облако обломков.

Такое наблюдение в реальном времени — иллюстрация того, как должна была формироваться Солнечная система. Одна из основных гипотез возникновения Луны предполагает столкновение Земли на ранних этапах развития с другой планетой размером с Марс (это и есть гипотеза Тейи).

В скором будущем для наблюдения за звёздной системой и эволюцией обломков планет предполагается следить при помощи телескопа Джеймса Уэбба. Также следует ожидать результатов от недавно заработавшей наземной обсерватории Веры Рубин, которая в следующее десятилетие должна открыть множество таких коллизий.

Сергей Шапиро :