Astronomi su zabilježili ono što izgleda kao trenutak sudara masivnih asteroida u sustavu Beta Pictoris, poznatom po svojoj mladosti i burnoj aktivnosti formiranja planeta.

Ove opservacije osvjetljavaju nestabilne procese koji oblikuju zvjezdane sustave poput našega, pružajući jedinstven uvid u prvobitne faze formiranja planeta.

Beta Pictoris i formiranje planeta
"Beta Pictoris je u dobi kada je formiranje planeta u zoni zemaljskih planeta još uvijek u tijeku kroz sudare velikih asteroida, pa ono što ovdje možemo vidjeti je osnovno formiranje stjenovitih planeta i drugih tijela u stvarnom vremenu," rekla je Christine Chen, astronomkinja s Johns Hopkins sveučilišta koja je vodila istraživanje.

Ovi uvidi bit će predstavljeni danas na 244. sastanku Američkog astronomskog društva u Madisonu, Wisconsin.

Analiza podataka s teleskopa Webb
Chenov tim je uočio značajne promjene u energetskim potpisima koje emitiraju čestice prašine oko Beta Pictoris uspoređujući nove podatke s teleskopa James Webb s opservacijama teleskopa Spitzer iz 2004. i 2005. godine. S detaljnim mjerenjima s Webba, tim je pratio sastav i veličinu čestica prašine u točnom području koje je ranije analizirano od strane Spitzera.

Fokusirajući se na toplinu koju emitiraju kristalni silikati - minerali koji se često nalaze oko mladih zvijezda, kao i na Zemlji i drugim nebeskim tijelima - znanstvenici nisu našli tragove čestica koje su ranije viđene 2004-05. To sugerira da se dogodio katastrofičan sudar među asteroidima i drugim objektima prije otprilike 20 godina, usitnivši tijela u fine čestice prašine manje od peludi ili šećera u prahu, rekla je Chen.

"Vjerujemo da je sva ta prašina ono što smo inicijalno vidjeli u Spitzerovim podacima iz 2004. i 2005.", rekla je Chen, koja je također astronomkinja u Space Telescope Science Institute. "S novim podacima s Webba, najbolje objašnjenje koje imamo je da smo, zapravo, svjedočili posljedicama rijetkog, katastrofalnog događaja između tijela veličine asteroida, što označava potpunu promjenu u našem razumijevanju ovog zvjezdanog sustava."

Nova saznanja o sustavu
Novi podaci sugeriraju da se prašina koja je bila raspršena vanjskom radijacijom iz središnje zvijezde sustava više ne može detektirati, rekla je Chen. Inicijalno, prašina blizu zvijezde se zagrijala i emitirala toplinsku radijaciju koju su Spitzerovi instrumenti identificirali. Sada, prašina koja se ohladila kako se udaljavala od zvijezde više ne emitira te toplinske značajke.

Kada je Spitzer prikupio ranije podatke, znanstvenici su pretpostavili da će nešto poput malih tijela koja se troše redovito miješati i obnavljati prašinu tijekom vremena. No, Webbove nove opservacije pokazuju da je prašina nestala i nije zamijenjena. Količina prašine koja se podigla je otprilike 100.000 puta veća od asteroida koji je ubio dinosaure, rekla je Chen.

Beta Pictoris, smješten oko 63 svjetlosne godine od Zemlje, već dugo je fokus astronoma zbog svoje blizine i slučajnih procesa gdje sudari, vremenske prilike u svemiru i drugi čimbenici formiranja planeta diktiraju sudbinu sustava.

Samo 20 milijuna godina star - u usporedbi s našim solarnim sustavom starim 4.5 milijardi godina - Beta Pictoris je u ključnom razdoblju gdje su se formirali divovski planeti, ali zemaljski planeti možda se još uvijek razvijaju. Ima najmanje dva poznata plinska diva, Beta Pic b i c, koji također utječu na okolnu prašinu i krhotine.

"Pitanje koje pokušavamo kontekstualizirati je je li cijeli ovaj proces formiranja zemaljskih i divovskih planeta uobičajen ili rijedak, i još osnovnije pitanje: Jesu li planetarni sustavi poput solarnog sustava toliko rijetki?" rekao je koautor Kadin Worthen, doktorand iz astrofizike na Johns Hopkinsu. "U osnovi, pokušavamo razumjeti koliko smo čudni ili prosječni."

Novi uvidi također naglašavaju neusporedivu sposobnost teleskopa Webb da otkrije složenosti egzoplaneta i zvjezdanih sustava, izvještava tim. Oni nude ključne tragove u tome kako arhitekture drugih solarnih sustava nalikuju našem i vjerojatno će produbiti razumijevanje znanstvenika o tome kako rano previranje utječe na atmosfere planeta, sadržaj vode i druge ključne aspekte nastanjivosti.

"Većina otkrića JWST dolazi iz stvari koje je teleskop izravno otkrio," rekao je koautor Cicero Lu, bivši doktorand astrofizike na Johns Hopkinsu. "U ovom slučaju, priča je malo drugačija jer naši rezultati dolaze iz onoga što JWST nije vidio."

Ostali autori su Yiwei Chai i Alexis Li s Johns Hopkinsa; David R. Law, B.A. Sargent, G.C. Sloan, Julien H. Girard, Dean C. Hines, Marshall Perrin i Laurent Pueyo iz Space Telescope Science Institute; Carey M. Lisse iz Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory; Dan M. Watson s University of Rochester; Jens Kammerer iz European Southern Observatory; Isabel Rebollido iz European Space Agency; i Christopher Stark iz NASA Goddard Space Flight Center.

Istraživanje je podržano od strane National Aeronautics and Space Administration pod Grant No. 80NSSC22K1752.

Izvor: Johns Hopkins University