К сожалению, сайт не работает без включенного JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего броузера.

Новости

Реклама на Forbes

Космическая катастрофа: как сталкиваются планеты

Иллюстрация Mark A. Garlick / MIT
Ученые зафиксировали следы драматического столкновения двух планет, сопоставимых по размеру с нашей. Этот катаклизм произошел недалеко от Солнечной системы во времена, когда на Земле уже жили люди

Около 200 000 лет назад в системе HD 172555, расположенной всего в 93 световых годах от Солнца, столкнулись две планеты. Эта катастрофа выбросила в космос огромное облако газа и пыли, которое недавно было зафиксировано земными телескопами. Человечество впервые воочию видит следы подобного катаклизма, произошедшего совсем недавно по астрономическим меркам. Хотя нельзя исключать, что этот газ и пыль имеют другое происхождение, сценарий со столкновением планет выглядит самым убедительным, считают авторы научной статьи, опубликованной в журнале Nature.

Война миров

Планеты миллиарды лет мирно обходят Солнце по своим орбитам, не мешая друг другу. Но так было не всегда. Солнечная система хранит следы древних катаклизмов. Самые красноречивые из них — необычное вращение Венеры и Урана. Все планеты обращаются вокруг нашего светила в ту же сторону, в которую некогда вращался газопылевой диск, из которого образовалась Солнечная система. В ту же сторону вращается вокруг своей оси Солнце и почти все планеты. Но Венера и Уран вращаются вокруг своей оси в противоположную сторону, причем последний практически катится по орбите на боку. Откуда такие странности? Вероятно, некогда в Венеру и Уран врезались крупные небесные тела, и этот удар изменил их вращение.

Земля тоже пережила катастрофу космического масштаба. Чтобы увидеть ее последствия, достаточно найти на вечернем небе Луну. Самая популярная теория образования нашего спутника утверждает, что в новорожденную Землю врезалась другая планета под названием Тейя. Последствия удара были страшными. С Земли полностью сорвало атмосферу, а ее поверхность превратилась в океан расплавленной магмы. Тейя же стала облаком пара и раскаленных обломков, часть которых выпала на Землю, а другая часть со временем превратилась в Луну.

Реклама на Forbes

Теоретики считают, что жестокий космический бильярд — обычная детская болезнь планетных систем. Только что образовавшиеся миры притягивают друг друга, и это может закончиться столкновением, вылетом за пределы системы или даже падением на звезду. Борьба за выживание продолжается, пока не останутся только планеты на стабильных, не мешающих друг другу орбитах. По расчетам специалистов, система стабилизируется за первые 100 млн лет жизни. Так что для семьи Солнца, которой 4,5 млрд лет, все это дела давно минувших дней.

Астрономам известно немало звезд возрастом в единицы и десятки миллионов лет, у которых, вероятно, есть новорожденные планеты. Однако до недавних пор они не обнаруживали никаких свидетельств столкновения миров. Увидеть нечто подобное не так просто. Экзопланеты крайне редко можно буквально разглядеть в телескоп (и то лишь в инфракрасных лучах), обычно они открываются косвенными методами. А в молодых системах наблюдателям еще и сильно мешает газ и пыль — строительный мусор, оставшийся от формирования планет. Но в этот раз ученые, похоже, наткнулись на следы грандиозного разрушения.

Эхо катастрофы

Звезде HD 172555 всего 23 ±3 млн лет. Мы не знаем, есть ли у нее планеты, но считается, что почти все светила обзаводятся «отпрысками». И если эти планеты есть, им самое время, так сказать, биться на арене.

Некоторое время назад наблюдатели обратили внимание на необычную пыль вокруг HD 172555. Сама по себе пыль вокруг молодой звезды — явление заурядное: она остается от газопылевого диска, из которого формируется светило и его планеты. Но вокруг HD 172555 ее слишком много и она слишком плотно сосредоточена вокруг светила. К тому же эти пылинки необычно мелкие. Что самое интригующее, в их составе нашлись минералы, образующиеся при высокой температуре: обсидиан, тектиты, монооксид кремния. Все это очень похоже на следы столкновения крупных небесных тел со скоростью более 10 км/с.

Авторы новой статьи в Nature нашли еще одно важное свидетельство в пользу этой версии. Обработав архивные данные радиотелескопа ALMA, они обнаружили облако угарного газа (CO) вокруг звезды HD 172555. Оно примерно в 10 раз массивнее атмосферы Земли.

И снова, как и в случае с пылью, дьявол кроется в деталях. Угарный газ нередко находят в молодых планетных системах, но не так близко к звезде. Кольцо СO простирается на расстояниях всего шесть–девять астрономических единиц от светила (одна а.е. равна дистанции от Земли до Солнца). При этом светимость HD 172555 почти в восемь раз больше солнечной.

Угарный газ — чрезвычайно летучее вещество, и на таком расстоянии от звезды облако давно должно было рассеяться от нагревания. Кроме того, молекулы CO разрушаются ультрафиолетовыми лучами. Крайне маловероятно, чтобы это газовое кольцо продержалось 23 млн лет. Следовательно, угарный газ должен был появиться в окрестностях HD 172555 гораздо позже, чем образовалась сама звезда. Но откуда он взялся?

Рассмотрев несколько сценариев и сопоставив свойства газа и пыли, исследователи пришли к выводу: самое убедительное объяснение — столкновение двух планет. По расчетам авторов, «мишень» была примерно в 8 раз массивнее Земли, а врезавшийся в нее «снаряд» лишь немного уступал «мишени» в массе.

Почему столкновение планет привело к выбросу угарного газа? Потому что атмосфера как минимум одной из них состояла из углекислого газа (CO2). Это вовсе не экзотика: газовые оболочки Марса и Венеры состоят из этого вещества более чем на 95%. А под действием ультрафиолета углекислый газ разложился на CO и кислород. Не обязательно даже, чтобы планета теряла весь газ: четверти атмосферы Венеры (куда более впечатляющей, чем земная) хватило бы, чтобы породить весь обнаруженный вокруг HD 172555 угарный газ.

Как давно произошла катастрофа? Судя по тому, что пыль от удара успела распределиться в симметричное кольцо вокруг звезды, не позже, чем 200 тысяч лет назад. Но и вряд ли намного раньше, иначе угарный газ успел бы рассеяться. Это почти исторические времена: примерно такой возраст имеют древнейшие останки Homo sapiens. Правда, у наших предков не было никакой возможности увидеть этот космический катаклизм невооруженным глазом.

Система HD 172555 находится недалеко от Земли и поэтому удобна для наблюдения. Можно надеяться, что в ближайшие годы мы узнаем больше о предположительно разыгравшейся там драме космического масштаба.

А тем временем исследователи предлагают поискать облака угарного газа у других молодых звезд. Возможно, наблюдатели наткнутся на следы новых космических катастроф. К слову, это еще и редкая возможность изучить атмосферы землеподобных экзопланет.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора

Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения редакции. Товарный знак Forbes является исключительной собственностью Forbes Media LLC. Все права защищены.
AO «АС Рус Медиа» · 2021