У ранній історії нашої Сонячної системи вчені припускають, що об'єкт розміром із Марс під назвою Тея врізався в молоду Землю, випаровуючи величезні кількості каменів і викидаючи її в космос. Частина цього матеріалу зібралася на Місяці, де програма NASA Artemis повертає людей, готується до Марса і формує майбутнє космічних досліджень.
Те давньо, жорстоке зіткнення змінило форму нашої рідної планети. Астрономи використали космічний телескоп NASA Джеймса Вебба для дослідження класу молодих зоряних систем, які демонструють ознаки подібних потрясень, надаючи підказки щодо кількості енергії під час їхніх зіткнень. Результати дають уявлення про склад і еволюцію цих хаотичних систем.
Висновки команди були опубліковані у четвер у The Astrophysical Journal.
Навколишнє середовище зірки змінюється з віком, починаючи з молодого, багатого на газ протопланетного диска, де можуть мешкати формуючі планети, перш ніж еволюціонувати до диска з бідним на газ уламків. Під час терміну служби скасований космічний телескоп NASA Spitzer досліджував ступінь диска уламків і виявив підклас, який називають дисками екстремальних уламків. Ці системи містять незвично велику кількість теплого пилу поблизу зірки, у регіоні, порівнянному з орбітою кам'янистих планет у нашій Сонячній системі. Команда астрономів під керівництвом Кейт Су з Інституту космічних наук у Боулдері, штат Колорадо, досліджувала ці цікаві об'єкти разом із Веббом.
Всупереч теоретичним прогнозам, які припускають, що слід спостерігати багато дисків екстремальних уламків, спостереження свідчать, що такі середовища рідкісні. Вчені оцінюють, що лише близько 1% молодих зірок мають спостережувані сигнатури цієї фази на основі зібраних даних, включаючи, можливо, нашу власну Сонячну систему під час її формування. Незважаючи на рідкість, команда змогла зібрати зразок із 21 диска екстремальних уламків, включаючи п'ять з архівних даних Спітцера і 16 з Вебба, з 12 новоспостереженими дисками та подальшими спостереженнями на чотирьох дисках Спітцера.
«Це вперше, коли ми зібрали достатньо систем, щоб по-справжньому зрозуміти цей підклас, який ми називаємо дисками екстремальних уламків», — сказав Су, провідний автор статті. «До Вебба у нас була обмежена інформація. Ми знали, що вони дивні і дуже відрізняються від типових холодних дисків уламків, які нам відомі, таких як Вега і Фомальгаут. Тепер, коли у нас більше даних, ми можемо визначити, що ці диски означають для формування планет і еволюції.»
Команда підтвердила, що диски екстремальних уламків мають три ключові властивості: менші пилові зерна, ніж у протопланетних або класичних дисках уламків, високу концентрацію теплого пилу та нерегулярні коливання яскравості, все це виявлено за допомогою середньоінфрачервоних спектрів Вебба і Спітцера.
Щоб визначити рушійний фактор цих властивостей, команда вивчала мінералогічний склад дисків. Вони виявили, що їхній зразок можна класифікувати на диски, багаті на кремнезем і бідні на кремнезем. Вулканічне скло, таке як обсидіан, є одним із прикладів матеріалу, багатого на кремнезем, знайденого на Землі, тоді як мінерал форстерит, бідний кремнеземем, з'являється у вигляді зелених піщань на деяких пляжах Гаваїв. Категорія дисків екстремального уламка передає інформацію про тип зіткнень, що спричиняють ударні уламки, і може допомогти пояснити його варіабельність інфрачервоної яскравості.
«Просто побачити їхнє середньоінфрачервоне випромінювання та прекрасні спектральні особливості разом із Веббом, що дозволило нам ідентифікувати їхній склад, було для мене найзахопливішим», — сказала Агнес Коспаль з обсерваторії Конколі в Будапешті, Угорщина, та співавторка дослідження. «У нас немає іншого способу безпосередньо досліджувати ці планетарні ембріони, бо вони надто малі.»
З їхнього зразка близько третини є багатою на кремнезем, що свідчить про те, що ці диски утворюються внаслідок високоенергетичних зіткнень між тілами розміром з Марс, де значна частина матеріалу випаровується. Решта двох третин зразка бідна на кремнезем, що свідчить про те, що зіткнення відбуваються на менших масштабах, наприклад, під час випасу, між об'єктами розміром із Місяць. Диски, багаті на кремнезем, зустрічаються лише навколо зірок молодших за 300 мільйонів років, тоді як диски з бідністю кремнезему зберігаються у широкому віковому діапазоні і часто демонструють більшу варіабельність яскравості. Команда припускає, що ця мінливість зумовлена швидкою еволюцією свіжих уламків через зміни орбіти та додаткові удари.
Їхні результати можна застосувати до нашої Сонячної системи, яка могла пережити більше ніж одну фазу екстремального диска уламків.
«Те, як формувалися кам'янисті планети і еволюціонували гігантські планети, є частиною ширшої історії формування Сонячної системи. Це все одна історія», — сказав Су. «Наша робота над дисками екстремальних уламків допомагає нам об'єднати загальну картину того, що ми зараз розуміємо.»
Симуляції свідчать, що наземні планети, такі як Земля, повинні формуватися протягом перших кількох сотень мільйонів років формування Сонячної системи. Цей період відповідає віку дисків екстремальних уламків, багатих на кремнезем, і відповідає оцінці, що Земля і Місяць сформувалися приблизно через 100 мільйонів років після формування Сонця, причому Місяць, ймовірно, є результатом зіткнення Землі з об'єктом розміром із Марс.
Щодо того, чи зазнало наше Сонце фазу диска з бідним на кремнезем, якщо старіші диски з бідністю кремнезему та їхні випадкові інтервали інфрачервоної яскравості відбивають орбітальну нестабільність, це загалом узгоджується з гіпотезою пізнього важкого бомбардування для нашої Сонячної системи. У цьому сценарії планети-гіганти мігрували на значні відстані, гравітаційно порушуючи орбіти менших тіл і спричиняючи катастрофічні зіткнення, які породжували короткочасні, насичені пилом фази, спостерігаючись у дисках екстремальних уламків.
«Звісно, є багато речей, які ми досі не знаємо про ці диски», — сказав Аттіла Мур з обсерваторії Конколі, співавтор дослідження. «Ми очікуємо відсутність систем, багатих на кремнезем, серед старіших дисків екстремального уламку. У нашому зразку є лише три диски, які відповідають цьому віковому критерію, тому буде добре спостерігати більше таких систем, щоб підтвердити нашу гіпотезу.»
Космічний телескоп Джеймса Вебба — провідна у світі космічна наукова обсерваторія. Вебб розкриває таємниці нашої Сонячної системи, дивлячись за межі далеких світів навколо інших зірок і досліджує загадкові структури та походження нашого Всесвіту та наше місце в ньому. Webb — це міжнародна програма, яку очолює NASA разом із її партнерами, ESA (Європейське космічне агентство) та CSA (Канадське космічне агентство).
Щоб дізнатися більше про Вебба, відвідайте:
Наступні розділи містять посилання для завантаження зображень і відео цієї статті у всіх доступних роздільних роздільних здатностях, а також відповідні інформаційні посилання, контакти з медіа, а за наявності — посилання на дослідницькі роботи та переклад іспанської.
Джерело: NASA · Оригінальне повідомлення
Пов’язані новини
NASA представляє дослідження та науку на Міжнародній космічній конференції
NASA братиме участь у 77-му Міжнародному астронавтичному конгресі (IAC) в Анталії, Туреччина, з понеділка, 5 жовтня, по п'ятницю, 9 жовтня, висвітлюючи лідерство Америки у людських дослідженнях Місяця та…
NASA відкриває випробування пілотованого посадкового модуля 2027 року для місячного зв’язку
Виклик NASA 2027 Human Lander Challenge збирає ідеї від студентів коледжів і університетів, щоб допомогти задовольнити одну з найважливіших потреб для тривалого дослідження Місяця: надійний зв'язок. Поки NASA…
Знайомтеся з екіпажем NASA Artemis II під час публічного заходу в Х’юстоні
Примітка редактора: Це повідомлення було оновлено 28 вересня 2026 року з інформацією про квитки для громадськості. Четверо астронавтів місії NASA Artemis II візьмуть участь у заході, організованому промисловими…
Dodaj komentarz