Evidencia de un gran impacto en el sistema estelar cercano que está alejando al planeta del planeta.

Un equipo liderado por el MIT ha encontrado evidencia del enorme impacto del cercano sistema estelar HD 17255, en el que el planeta del tamaño de la Tierra, el impacto más pequeño, probablemente colisionó hace al menos 200.000 años, destrozando parte de la atmósfera del planeta. Préstamo Mark A. Garlick:

Es probable que las masacres de tales planetas sean comunes en los sistemas solares jóvenes, pero no se han observado directamente.

Los sistemas planetarios jóvenes generalmente experimentan un dolor extremo cuando los cuerpos de los recién nacidos chocan y se fusionan para formar planetas gradualmente más grandes. En nuestro propio sistema solar, se considera que la Tierra y la Luna son productos de este tipo de influencia gigante. Los astrónomos creen que tales fallas deberían ser comunes en los primeros sistemas, pero son difíciles de observar alrededor de otras estrellas.

Ahora los astrónomos de CON:La Universidad de Galway, Irlanda y la Universidad de Cambridge han encontrado evidencia de impactos masivos en sistemas estelares cercanos a solo 95 años luz de la Tierra. La estrella, llamada HD 172555, tiene unos 23 millones de años y los científicos sospechan que su polvo contiene rastros de una colisión reciente.

El equipo dirigido por el MIT examinó pruebas adicionales de un gran impacto alrededor de la estrella. Descubrieron que la colisión probablemente ocurrió alrededor del «impacto más pequeño» del planeta Tierra hace al menos 200.000 años, a una velocidad de 10 kilómetros por segundo o más de 22.000 millas por hora.

Lo más importante es que descubrieron gas, lo que sugiere que un impacto de tan alta velocidad puede haber impulsado parte de la atmósfera del planeta más grande, un evento dramático que explicaría el gas y el polvo alrededor de la estrella. Hallazgos que aparecieron hoy Naturaleza:, representan el primer descubrimiento de este tipo.

«Esta es la primera vez que descubrimos este fenómeno de una atmósfera gigante influenciada por un planeta», dijo la autora principal Tayana Schneiderman, estudiante graduada del MIT en Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias. «Todo el mundo está interesado en ver un impacto enorme, porque esperamos que sea un lugar común, pero no tenemos pruebas de ello en muchos sistemas. Ahora tenemos una perspectiva adicional de esta dinámica «.

Señal clara

La estrella HD 172555 se ha convertido en un objeto de intriga entre las estrellas debido a su inusual composición de polvo. Observaciones recientes han demostrado que el polvo estelar contiene una cantidad inusual de minerales en granos que son mucho más finos de lo que los astrónomos esperarían de un disco típico de escombros estelares.

«Debido a estos dos factores, HD 172555 se consideró este extraño sistema», dice Schneiderman.

Él y sus colegas se preguntaron qué podría revelar el gas sobre la historia del impacto del sistema. Miraron los datos ALMA:, Chile Atacama Large Millimeter Array, que incluye 66 radios, cuya distancia se puede ajustar para aumentar o disminuir la resolución de sus imágenes. El equipo analizó los datos de los Archivos Públicos de ALMA para buscar señales de dióxido de carbono alrededor de las estrellas cercanas.

«Cuando la gente quiere estudiar el gas en los discos de escombros, el monóxido de carbono suele ser el más brillante, por lo que es el más fácil de encontrar», dice Schneiderman. «Así que volvimos a mirar los datos de monóxido de carbono en HD 172555 porque era un sistema interesante».

Más tarde

Después de una implementación cuidadosa, el equipo pudo detectar dióxido de carbono alrededor de la estrella. Cuando midieron su abundancia, encontraron que el gas contenía el 20 por ciento del dióxido de carbono. Venus‘atmósfera. Notaron que el gas gira en grandes cantidades, sorprendentemente cerca de la estrella, alrededor de 10 unidades astronómicas, o 10 veces la distancia de la Tierra.

«La presencia de dióxido de carbono tan de cerca requiere alguna explicación», dice Schneiderman.

Esto se debe a que el dióxido de carbono suele ser vulnerable a la fotodisociación, un proceso en el que los fotones de las estrellas se descomponen en una molécula. A corta distancia, normalmente habría muy poco monóxido de carbono tan cerca de la estrella. Entonces, el equipo experimentó con diferentes escenarios para explicar la aparición de gas casi abundante.

Rápidamente descartaron un escenario en el que se generara gas a partir de fragmentos de una estrella recién formada, como fue el caso cuando se produjo gas cerca de asteroides helados. Observaron un escenario en el que muchos cometas helados emitían gas desde un cinturón de asteroides distante similar a nuestro propio cinturón de Kuiper. Pero los datos tampoco encajaban en este escenario. El último escenario que consideró el equipo fue que el gas era un remanente de un golpe gigante.

«De todos los escenarios, es el único que puede explicar todas las posibilidades de los datos», dice Schneiderman. «En los sistemas de esta era, esperamos grandes impactos, esperamos que los enormes impactos sean realmente generalizados. Ca fecha trabajo, edad trabaja, և և և և և se aplican restricciones de composición. «El único proceso confiable que puede producir dióxido de carbono en este contexto es este enorme impacto».

El equipo cree que el gas se liberó de una gran conmoción que ocurrió hace al menos 200.000 años, lo suficientemente reciente como para que la estrella no pudiera destruir completamente el gas. El impacto, basado en la abundancia de gas, probablemente fue masivo, involucrando dos preplanetas que probablemente eran comparables en tamaño a la Tierra. El impacto fue tan grande que muy probablemente hizo explotar parte de la atmósfera del planeta en forma de gas que el equipo observó hoy.

«Ahora existe la oportunidad de trabajar en el futuro fuera de este sistema», dice Schneiderman. «Demostramos que si encuentra dióxido de carbono en un lugar con una morfología de gran impacto, le brinda una nueva oportunidad para buscar grandes impactos, para comprender cómo se comportan los fragmentos después de eso».

«Encuentro este trabajo particularmente emocionante porque demuestra el potencial de pérdidas atmosféricas por impactos enormes», dijo Hilke Schlichting, profesora de Ciencias de la Tierra, Planetarias y Espaciales en la Universidad de California en Los Ángeles. no participó en el estudio. «También brinda la oportunidad de estudiar la composición de las atmósferas de los planetas extraplanetarios que están siendo tan fuertemente influenciados, lo que en última instancia podría ayudar a arrojar luz sobre el estado atmosférico de los planetas durante su fase masiva de influencia».

Referencia. «Gas dióxido de carbono, que se produce con un gran impacto en el sistema interno del sistema joven», autores: Tayana Schneiderman, Luca Matra, Alan P. Acks Ekson, Grant M. Kennedy, Quentin Kral, Sebastian Marino, Karin Iberg, Kate YL Sue, David W. Wilner և Mark S. Wyatt, 20 de octubre de 2021 Naturaleza:.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03872-x:

Esta investigación contó con el apoyo parcial del Observatorio ALMA y la Fundación Simmons.