Две планеты сталкиваются в космическом пространстве, одна из них теряет атмосферу

Наземный радиотелескоп ALMA обнаружил свидетельства столкновения двух экзопланет земного типа в молодой звездной системе HD 172555 около 200 тысяч лет назад. Это привело к образованию обломков и пыли, кроме того, одна из экзопланет могла быть лишена атмосферы, обогатив околозвездную среду угарным газом.

Когда планеты сталкиваются и каковы последствия таких событий?

Формирование планет, подобных Земле

Модели образования планет земной группы предсказывают, что на заключительных стадиях процесса, который длится десятки миллионов лет после распада протопланетного диска, планеты часто сталкиваются друг с другом. Предполагается, что именно благодаря таким катаклизмам планеты, подобные молодой Земле, вырастают до своих окончательных размеров. В частности, теория удара рассматривается как одна из основных версий образования Земли и Луны.

Космический мусор

В то же время прогнозируется, что есть и другие результаты таких столкновений, такие как образование обломков. Наиболее убедительным случаем наблюдений является система со звездой А-типа HD 172555, находящейся на расстоянии 95 световых лет от Солнца.

Атипичная пыль в HD 172555

Системе 23 миллиона лет, и более ранние наблюдения показали большое количество теплой пыли с необычно крутым распределением по размерам, в частности, переизбыток пылинок субмикронного размера и нетипичный состав, который включает тектит, обсидиан и монооксид кремния. . Все это, по мнению ученых, можно объяснить мощным столкновением двух крупных объектов или массивного пояса астероидов.

Характеристики

Эмиссия пыли и газа наблюдается в пределах 15 астрономических единиц от звезды, а область, где регистрируется выброс окиси углерода (CO), представляет собой кольцо с радиусом около 7,5 астрономических единиц и шириной около 3,3 астрономических единиц. Масса СО оценивается в (1,4 ± 0,3) × 10 ^-5 массы Солнца при условии, что температура газа составляет 169 Кельвинов.

Монооксид углерода

Окись углерода в околозвездной среде подвергнется фотодиссоциации под действием ультрафиолетового излучения. Следовательно, обнаружение этого высоколетучего газа в области, соответствующей тепловым условиям Главного пояса астероидов в Солнечной системе, следует объяснить недавним механизмом генерации или пополнения запасов CO в системе.

Механизмы

Таких механизмов может быть четыре: остатки газа и пыли от исходного протопланетного диска, столкновение тел внутри пояса астероидов, распространение CO из внешних областей системы или событие гигантского столкновения тел. размер планеты.

Столкновение двух планет в HD 172555

Ученые пришли к выводу, что наиболее убедительный сценарий для системы HD 172555 — это гигантское столкновение двух планет, сопоставимых по размеру с Землей и общей массой в восемь масс Земли, которое произошло не менее 200 тысяч лет назад.

Планета теряет атмосферу

В то же время во время столкновения до 60 процентов газовой оболочки, содержащей CO 2, могло быть сорвано с одной из планет, которая позже была преобразована в CO. Для более легких атмосфер, в которых преобладает молекулярный водород, или для менее массивных планет, процент удаленной газовой оболочки может варьироваться в зависимости от содержания CO и / или CO 2.