Születő exobolygók ütközését figyelhették meg

A Gaia űrteleszkóp felmérései közt szerepelt egy csillag, a Gaia20ehk (vagy Gaia-GIC-1) nevű, amely egészen úgy 2020-ig szokványosan viselkedett, ám ekkor valami különös történhetett vele. A Hajófar (Puppis) nevű déli féltekés csillagképben található csillag 11 ezer fényév távolságra van a Földtől. A Gaia megfigyelési adatait folyamatosan vizsgáló automata rendszer észlelte, hogy a csillag fényessége hirtelen megváltozott, és értesítette a szakembereket.

Ezt követően az adatokat alaposabban átvizsgálták, számos más teleszkóp méréseit is beleértve. Ezekből kiderült, hogy a csillag 2014-17. között még nyugodt volt, fényessége ekkor stabil volt, csak három, kb. 200 napos, kis mértékű fényességcsökkentést észleltek ebben az időszakban, 2016-tól fogva.

Azonban az 1,3-szeres naptömegű csillag fényessége 2019 közepétől gyorsan és tartósan halványabbá vált, ekkor az addigi fényessége negyedére esett vissza!

Az ilyen fénycsökkenéseket gyakran az okozza, hogy valamilyen anyag elhalad a csillag előtt. Ebben az esetben azonban nem egy égitest, hanem egy porból álló felhő lehet a felelős. Amikor a por eltakarja a csillagot, a látható fény gyengül. Ugyanakkor csillag a port felmelegíti, majd infravörös sugárzás formájában újra kisugározza a kapott energiát. A kutatók pontosan ezt figyelték meg: miközben a csillag látható fényben halványabb lett, az infravörös tartományban fényesebb lett.

A kezdeti fényességváltozások 380 naponta jelentkeztek, ez a periodikus változás azt mutatta, hogy a csillag körül keringő objektumhoz kötődhet a halványodás. A periódus ráadásul azt is jelenti, hogy az objektum az ismert tömegű csillagtól nagyjából olyan távolságban kering, mint a Föld a Nap körül.

Az infravörös mérések azt jelezték, hogy nem szilárd égitest, hanem mintegy 900 Kelvin-fokos (kb. 627 Celsius-fokos) hőmérsékletű porfelhő keringhet a csillag körül. A por tömege legalább 400 trillió tonna – ez nagyjából az Enceladushoz (Szaturnusz-hold) fogható tömeget jelent.

A képen az inzertben, a vonalkák közt jelölten látható a 11 ezer fényévre lévő csillag, amelyet a kutatók megvizsgáltak.

Forrás: NASA/NSF NOIRLab

Miközben a csillag látható fény tartományában halványabbá vált, infravörösben nőtt a fényessége, ez is a keringő porcsomóra utal. A kutatók arra következtettek, hogy ez a hirtelen a „semmiből” feltűnő portömeg úgy jöhetett létre, hogy két kisebb bolygó vagy bolygókezdemény összeütközhetett. Érdemes megjegyezni, hogy az észlelt por tömegénél valószínűleg sokkal nagyobbak lehettek maguk a karambolozó égitestek.

A fiatal bolygórendszerek létezésük első mintegy százmillió évében rendkívül kaotikusak. Ebben az időszakban alakulnak ki a későbbi, stabillá váló bolygópályák, ám közben számos égitest kilökődik a rendszer gravitációs zavarai hatására, mások összeütköznek, néhány pedig belezuhanhat a csillagba is. Az összeütközések ráadásul abszolút általánosnak tekinthetők, ilyen ütközések a Naprendszerben is voltak, többek közt egy hasonló hozta létre a Holdunkat.

Bár gyakori eseményről van szó, egy bolygórendszer életében csak egy igen szűk időszakot jelent az, amikor előfordulhatnak az ilyen karambolok. Épp ezért meglehetősen szerencsés véletlen, ha pont sikerül megfigyelnünk egy efféle folyamatot. A kutatók a későbbiekben követve a rendszer sorsát kideríthetik, miként alakul a porfelhő, és esetleg további adatokat is kaphatnak a bolygórendszer kialakulásáról.