La storia del nostro sistema solare è scandita da collisioni. Le collisioni hanno contribuito a creare i pianeti terrestri e porre fine al regno dei dinosauri. E una massiccia collisione tra la Terra e un antico corpo di nome Theia probabilmente creò la Luna.
Ora gli astronomi hanno trovato prove di una collisione tra due esopianeti in un sistema solare distante.
Il nostro sistema solare è un luogo relativamente tranquillo ora, rispetto ai suoi anni più giovani. Se vogliamo vedere i pianeti in collisione, dobbiamo guardare a sistemi distanti. Questo è ciò che ha fatto un team di astronomi quando hanno puntato il telescopio spaziale Spitzer e gli osservatori terrestri su BD +20 307, un sistema a doppia stella a circa 300 anni luce di distanza.
Le stelle di quel sistema hanno circa un miliardo di anni, abbastanza vecchie perché le cose si siano sistemate fino alle collisioni. Tuttavia, quando l'hanno guardato circa un decennio fa, hanno visto detriti vorticosi più caldi di quanto si aspettassero. In un sistema con stelle di miliardi di anni, qualsiasi detrito dovrebbe essersi raffreddato ormai, quindi la sua presenza suggerisce una collisione più recente.
Queste osservazioni sono vecchie di un decennio e più recentemente gli astronomi hanno utilizzato SOFIA (Osservatorio stratosferico per l'astronomia a infrarossi) per dare un'altra occhiata al sistema BD +20 307. Hanno scoperto che la luminosità a infrarossi dei detriti era aumentata di circa il 10%, indicando che ci sono ancora più detriti caldi nel sistema.
"Data l'età matura di BD +20 307, è estremamente insolito che il sistema abbia una tale quantità abbondante di polvere calda entro ~ 1 au."
Da "Studiare l'evoluzione della polvere calda che circonda BD +20 307 usando SOFIA"
Questi risultati sono pubblicati nel diario astrofisico. L'autore principale è Maggie Thompson, uno studente laureato presso l'UC Santa Cruz. Il titolo dell'articolo è "Studiare l'evoluzione della polvere calda che circonda BD +20 307 utilizzando SOFIA".
"La polvere calda intorno a BD +20 307 ci dà un'idea di come potrebbero essere gli impatti catastrofici tra gli esopianeti rocciosi", ha detto Thompson. "Vogliamo sapere come questo sistema successivamente si evolve dopo l'impatto estremo."
Il nostro sistema solare ha raccolte di detriti rocciosi come la cintura di asteroidi. Ma sono vecchi detriti freddi, il risultato di antiche collisioni. È anche più lontano dal Sole rispetto al disco di detriti in BD +20 307. Se una civiltà lontana osservasse il nostro Sistema Solare, misurerebbe l'età del Sole e la posizione e la temperatura dei detriti rocciosi e avrebbe senso.
"Questa è una rara opportunità per studiare le collisioni catastrofiche che si verificano in ritardo nella storia di un sistema planetario".
Alycia Weinberger, capo investigatore.
Ma nel sistema BD +20 307, qualcosa non si somma. Non dovrebbe esserci così tanta polvere così calda, così vicina alle stelle binarie. Se le massicce collisioni tra pianeti si verificano solo nei primi caotici anni della vita di un sistema solare, quella polvere dovrebbe scomparire molto tempo fa. Tipicamente, la polvere viene rimossa attraverso una cascata collisionale, dove ripetute collisioni spezzano continuamente la roccia in pezzi sempre più piccoli. Alla fine i pezzi sono così piccoli che la pressione delle radiazioni delle stelle li spazza via.
"Questa è una rara opportunità per studiare le collisioni catastrofiche che si verificano in ritardo nella storia di un sistema planetario", ha dichiarato Alycia Weinberger, scienziata dello staff del Dipartimento di magnetismo terrestre della Carnegie Institution for Science di Washington, e responsabile investigatrice del progetto. "Le osservazioni di SOFIA mostrano cambiamenti nel disco polveroso su una scala temporale di pochi anni."
Ci sono altre potenziali spiegazioni per questa polvere calda. Potrebbe avvicinarsi alle stelle e assorbire più energia. Ma è improbabile che ciò avvenga in soli 10 anni, il che è solo un breve momento in termini astronomici. È anche improbabile poiché poiché la dimensione del granello di polvere diminuisce attraverso la cascata collisionale, è più probabile che la polvere venga espulsa dalla radiazione solare.
C'è un altro processo che regola il comportamento della polvere attorno a una stella. Si chiama effetto Poynting-Robertson. È un tipo di resistenza che può causare particelle troppo grandi per essere spazzate via dalla radiazione solare a spirale nella stella. Man mano che la polvere si avvicina alla stella, diventa più calda.
Nel loro articolo, gli autori discutono alcune altre possibilità. Entrambe le stelle in questo sistema sono stelle di tipo F, che di solito non sono variabili. Ma nelle coppie binarie possono esserlo, anche se la loro variabilità diminuisce con l'età.
Se c'è una variabilità in una o entrambe le stelle e se il disco di detriti che circonda le stelle è inclinato rispetto al piano orbitale delle stelle, ciò potrebbe causare il riscaldamento del disco di detriti. Se i punti caldi sulle stelle generano più raggi X e se il disco di detriti è inclinato, potrebbe causare i detriti di riscaldamento rilevati dagli astronomi.
Gli autori affermano che sono necessarie ulteriori osservazioni prima che ci sia una conclusione definitiva. Ma in questo momento, una collisione planetaria si adatta meglio alle prove. E questo significa che qui c'è una vera opportunità. Come si dice nella conclusione del loro articolo, "Comprendere BD +20 307 e altri sistemi simili con dischi di detriti estremamente polverosi potrebbe far progredire la nostra conoscenza delle collisioni catastrofiche, gli effetti delle stelle binarie sui dischi di detriti e l'evoluzione dei sistemi planetari".
Di Più:
- Comunicato stampa: quando gli esopianeti si scontrano
- Research Paper: Studiare l'evoluzione della polvere calda che circonda BD +20 307 utilizzando SOFIA
- Wikipedia: Disco di detriti circumstellare
