Toli nuo Žemės esanti žvaigždė, kurios šviesa staiga ėmė mirgėti lyg gęstanti žvakė, astronomams padėjo aptikti įspūdingą reiškinį.
Išanalizavę keistus į Saulę panašios žvaigždės „Gaia-GIC-1“ šviesio pokyčius, mokslininkai daro išvadą, kad netikėtą jos elgesį geriausiai paaiškina šalia įvykęs dviejų jaunų planetų užuomazgų susidūrimas. Ši žvaigždė yra maždaug už 11 600 šviesmečių nuo mūsų.
„Neįtikėtina, kad įvairūs teleskopai šį smūgį užfiksavo realiuoju laiku“, – sako Vašingtono universiteto astronomas Anastasios Tzanidakis.
„Žinome vos kelis kitus kokio nors tipo planetinių susidūrimų atvejus, o nė vienas jų taip neprimena smūgio, kuris, kaip manoma, suformavo Žemę ir Mėnulį. Jei galėtume užfiksuoti daugiau tokių momentų kitur galaktikoje, tai daug ką pasakytų apie mūsų pasaulio formavimąsi“, – teigia jis.
Planetų sistemos, ypač ankstyvoje savo raidos stadijoje, gali būti itin chaotiškos. Dulkių gumulai, jei tik leidžia tankis ir gravitacija, ima augti į planetų „sėklas“ – planetezimales, nepaisant to, kas dar skrieja aplink jauną žvaigždę. Tokia aplinka sudaro sąlygas dažniems susidūrimams – taip, mokslininkų manymu, vyko ir mūsų Saulės sistemoje.
Be vėlesnių intensyvaus bombardavimo laikotarpių, kai į jaunas planetas trenkėsi daugybė asteroidų, egzistuoja hipotezė, kad su Žeme susidūrė Marso dydžio kūnas. Po tokio smūgio į orbitą išmestos nuolaužos galėjo susitelkti ir suformuoti Mėnulį.
Vis dėlto įrodymų, kad panašūs procesai vyksta prie kitų žvaigždžių, rasti sunku. Planetų susidūrimai paprastai vyksta palyginti mažoje erdvėje ir greitai, o po jų lieka tik trumpai (kosminių mastelių požiūriu) egzistuojantys dulkių debesys, kuriuos aptikti per galaktikos atstumus sudėtinga.
Padėtį keičia naujos didelio masto dangaus apžvalgos, tokios kaip „Gaia“. Jos leidžia vienu metu stebėti didžiules dangaus sritis, kartotinai matuoti daugybės žvaigždžių šviesį, spalvas ir padėtį, kad būtų galima užfiksuoti bet kokius jų elgesio pokyčius.
„Gaia-GIC-1“ šviesio pokyčiai pirmą kartą užfiksuoti beveik prieš dešimtmetį. Tačiau tik tada, kai A. Tzanidakis peržiūrinėjo senesnius duomenis, jis pastebėjo kai ką neįprasto.
„Žvaigždės šviesis buvo gražiai stabilus, bet nuo 2016 m. pasirodė trys ryškumo kritimai. O maždaug 2021 m. ji pradėjo elgtis visiškai pašėlusiai“, – aiškina jis.
„Negaliu pakankamai pabrėžti: tokios žvaigždės kaip mūsų Saulė taip nesielgia. Todėl pamatę šį atvejį pagalvojome: palaukit, kas čia vyksta?“ – sako astronomas.
„Gaia-GIC-1“ yra F tipo žvaigždė – kiek panaši į Saulę, tik didesnė ir karštesnė. Jos spindulys siekia apie 1,7 Saulės spindulio, o masė – apie 1,3 Saulės masės. Ji yra netoli pietinio Burės (Puppis) žvaigždyno, Paukščių Tako disko išoriniuose regionuose.
Tikslaus žvaigždės amžiaus nustatyti nepavyksta, tačiau ji atrodo gana stabili ir yra pagrindinėje sekoje – tai reiškia, kad ji „suaugusi“ ir energiją gauna iš vandenilio sintezės branduolyje. F tipo žvaigždės paprastai pasižymi gana ramia prigimtimi: jos nėra tokios audringos kaip raudonosios nykštukės ir nerodo keistų svyravimų, būdingų žvaigždėms jų gyvenimo pabaigoje.
Tačiau „Gaia-GIC-1“ atvejis glumino: jos šviesis galiausiai sumažėjo net iki 25 proc., o pokyčių raštas buvo iki tol nematytas.
Vašingtono universiteto astronomas Jamesas Davenportas pasiūlė į šiuos pokyčius pažvelgti kitu kampu – ir tuomet situacija tapo dar įdomesnė.
„Infraraudonosios šviesos kreivė buvo visiškai priešinga matomos šviesos kreivei“, – teigia A. Tzanidakis.
„Kai matomoje šviesoje žvaigždė pradėjo mirgėti ir blėsti, infraraudonoji spinduliuotė šoktelėjo. Tai gali reikšti, kad žvaigždę dengianti medžiaga yra karšta – tokia karšta, kad pati švyti infraraudonajame diapazone“, – aiškina jis.
Stebėjimai leidžia manyti, kad susidarė dulkių debesis, kurio masė prilygsta dideliam asteroidui – beveik pusei nykštukinės planetos Cereros masės. Apskaičiuota, kad ši medžiaga galėjo įkaisti iki maždaug 900 kelvinų. Tyrėjų modeliavimas rodo, kad visi šie parametrai geriausiai dera su vienu scenarijumi.
Planetezimalių susidūrimas galėtų paaiškinti ir pastebėtą masę, ir šilumą, ir neįprastus ryškumo svyravimus: nuo pradinio pritemimo iki vėlesnio chaoso. Jei du kūnai artėja vienas prie kito palaipsniui, prieš galutinį susidūrimą galėjo įvykti keli „prasilenkiantys“ smūgiai.
Tyrėjai apskaičiavo, kad lemiamas susidūrimas galėjo įvykti maždaug vieno astronominio vieneto atstumu nuo žvaigždės – tai panašu į atstumą tarp Žemės ir Saulės. Tokia detalė gali būti itin reikšminga bandant suprasti mūsų pačių Saulės sistemos formavimosi laikotarpį, Žemės istoriją ir net gyvybės atsiradimo prielaidas.
„Kiek retas buvo įvykis, sukūręs Žemę ir Mėnulį? Šis klausimas yra fundamentalus astrobiologijai“, – sako J. Davenportas.
„Atrodo, kad Mėnulis yra vienas iš tų ypatingų ingredientų, dėl kurių Žemė tapo palankia vieta gyvybei. Jis gali padėti apsaugoti Žemę nuo dalies asteroidų, sukelia potvynius ir atoslūgius bei veikia orus taip, kad chemija ir biologija gali maišytis globaliai. Gali būti, kad jis prisideda ir prie tektoninių plokščių aktyvumo.
Šiuo metu mes nežinome, kiek dažnai tokia dinamika pasitaiko. Tačiau jei pavyks užfiksuoti daugiau tokių susidūrimų, pradėsime tai suprasti“, – teigia jis.
Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale „The Astrophysical Journal Letters“.
