Pomoću svemirskog teleskopa James Webb astronomi su razvrstali prašinu iz rijetkih mladih planetarnih sustava u kojima se sudaraju tijela veličine Mjeseca i Marsa. Po sastavu te prašine može se zaključiti kakav je udar ostavio krhotine. Takvi sudari mogli bi rasvijetliti i rano doba Sunčeva sustava, kada se prema vodećoj hipotezi Zemlja sudarila s tijelom veličine Marsa nazvanim Teja, a od tog je sudara nastao Mjesec.
Topla prašina blizu zvijezde
Mlade zvijezde okružuju diskovi plina i prašine u kojima vladaju burni uvjeti. Sitna tijela, planetezimali, u njima se neprestano sudaraju i spajaju, a od njih s vremenom nastaju planeti. NASA-in teleskop Spitzer, koji je u međuvremenu umirovljen, u takvim je sustavima ranije prepoznao posebnu skupinu nazvanu ekstremni diskovi krhotina. U njima ima neobično mnogo tople prašine u blizini zvijezde, otprilike u području koje u Sunčevu sustavu zauzimaju stjenoviti planeti.
Takvih je sustava vrlo malo. Znanstvenici procjenjuju da toj skupini pripada tek jedan posto zvijezda, a nekad joj je pripadalo i Sunce.
Tim koji vodi Kate Su iz Space Science Institutea u Boulderu proučio je 21 ekstremni disk krhotina. Dio podataka potječe iz Spitzerove arhive, a Webb je promatrao 16 sustava, među kojima je i 12 koje dotad nitko nije detaljno proučio. „Ovo je prvi put da imamo dovoljno sustava da doista razumijemo ovu podskupinu”, rekla je Su.
Silicijev dioksid kao trag
Istraživači su kod ekstremnih diskova uočili tri zajednička svojstva. Zrnca prašine u njima sitnija su nego u klasičnim protoplanetarnim diskovima, tople prašine ima mnogo, a sjaj im se nepravilno mijenja.
Da bi otkrili uzrok, znanstvenici su analizirali minerale od kojih su diskovi građeni. Samu planetarnu zametku ne mogu izravno promatrati jer su premali, ali Webb bilježi infracrveno zračenje i spektralna obilježja prašine, pa se iz njih može odrediti njezin sastav. Pokazalo se da se diskovi dijele na one bogate silicijevim dioksidom i one koji ga sadrže manje. Upravo sastav otkriva kakvi su sudari raspršili materijal, a ti bi sudari mogli objasniti i promjene sjaja.
Snažni i blaži udari
Prema tumačenju istraživača, diskovi bogati silicijevim dioksidom nastaju nakon vrlo snažnih sudara tijela veličine Marsa, u kojima velik dio materijala ispari. Takva je bila otprilike trećina proučenih diskova, a pronađeni su samo oko zvijezda mlađih od 300 milijuna godina.
Diskovi s manje silicijevog dioksida, po njihovu modelu, ostaju nakon blažih sudara, kad se tijela približno veličine Mjeseca međusobno okrznu. Pojavljuju se oko zvijezda različite starosti i sjaj im se često jače mijenja. Istraživači pretpostavljaju da se svježe krhotine ondje brzo mijenjaju zbog novih sudara i promjena putanja tijela u sustavu.
Veza sa Sunčevim sustavom
Rezultati pomažu razumjeti i kako se Sunčev sustav razvijao tijekom 4,6 milijardi godina. Simulacije njegove najranije faze pokazuju da su stjenoviti planeti poput Zemlje trebali nastati u prvih nekoliko stotina milijuna godina. To se poklapa sa starošću ekstremnih diskova bogatih silicijevim dioksidom, ali i s procjenama da su Zemlja i Mjesec nastali približno 100 milijuna godina nakon Sunca.
Autori smatraju da je Sunčev sustav vjerojatno prošao i kroz fazu ekstremnog diska s manje silicijevog dioksida, i to u razdoblju poznatom kao Kasno teško bombardiranje. Prema jednoj teoriji, sudari su tada mogli pridonijeti tomu da se plinoviti divovi pomaknu iz područja bližih Suncu prema današnjim putanjama.
Ekstremni diskovi tako povezuju dvije faze razvoja planetarnih sustava, nastanak stjenovitih planeta i razvoj divovskih planeta. Rad je objavljen 1. listopada u časopisu The Astrophysical Journal.
O tome piše tportal.hr.
