Svemirski teleskop Hubble zabilježio je neobičan prizor u planetarnom sustavu relativno bliskom Zemlji u astronomskim razmjerima, dramatične posljedice sudara svemirskih tijela. Astronomi su u početku uočili sjajan objekt i pretpostavili da je riječ o egzoplanetu prekrivenom prašinom koji reflektira svjetlost svoje zvijezde. No kada je taj egzoplanet nestao, a zatim se u istom sustavu pojavio novi svijetli objekt, međunarodni tim astrofizičara shvatio je da ne promatra planete, nego osvijetljene ostatke svemirskog sudara.
Analiza upućuje na to da su se u istom sustavu dogodila dva odvojena, nasilna sudara, pri čemu su nastala dva sjajna oblaka krhotina. Opažanja nude rijedak uvid u stvarnom vremenu u procese nastanka planeta i u sastav materijala koji se postupno spaja u nova tijela.
“Uočiti novi izvor svjetlosti u prašinskom pojasu oko zvijezde bilo je iznenađenje. To uopće nismo očekivali”, rekao je Jason Wang sa Sveučilišta Northwestern.
Wang i suradnici kao glavnu hipotezu navode da su tijekom posljednja dva desetljeća zabilježili dva sudara planetezimala, malih stjenovitih objekata sličnih asteroidima. Takvi su sudari iznimno rijetki, a ovo je prvi put da je jedan opažen izvan Sunčeva sustava. Wang ističe da je proučavanje sudara planetezimala važno za razumijevanje nastanka planeta, ali i za bolje poznavanje građe asteroida, što je relevantno i za programe planetarne obrane poput misije Double Asteroid Redirection Test (DART).
“To je svakako prvi put da sam vidio da se točkasti izvor svjetlosti pojavi niotkuda u jednom egzoplanetarnom sustavu”, rekao je glavni autor Paul Kalas, astronom sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley. “Nema ga ni na jednoj od naših ranijih Hubbleovih snimaka, što znači da smo upravo svjedočili nasilnom sudaru dvaju masivnih objekata i golemom oblaku krhotina kakav danas ne vidimo nigdje u našem Sunčevu sustavu.”
Wang je stručnjak za izravno snimanje egzoplaneta. Docent je fizike i astronomije na Weinberg College of Arts and Sciences pri Sveučilištu Northwestern te član istraživačkog centra CIERA.
Mjesto sudara u sustavu Fomalhauta
Godinama je pozornost astronoma privlačio sjajan objekt poznat kao Fomalhaut b, kandidat za egzoplanet smješten neposredno izvan zvijezde Fomalhaut. Fomalhaut se nalazi oko 25 svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Piscis Austrinus. Masivniji je od Sunca i okružen složenim sustavom prašnjavih pojaseva krhotina.
“Taj sustav ima jedan od najvećih prašinskih pojaseva za koje znamo”, rekao je Wang, član tima koji sustav prati već dva desetljeća. “Zbog toga je to jednostavna meta za proučavanje.”
Od otkrića Fomalhauta b 2008. astronomi nastoje utvrditi je li riječ o stvarnom planetu ili o velikom oblaku prašine koji se širi. Godine 2023. istraživači su Hubbleom dodatno ispitivali taj neobičan izvor svjetlosti. Iznenađujuće, više ga nije bilo. Istodobno se pojavio drugi sjajan, točkasti izvor u nešto drukčijem položaju unutar istog sustava.
“Naša je izvorna namjera s ovim opažanjima bila pratiti Fomalhaut b, za koji smo u početku mislili da je planet”, rekao je Wang. “Pretpostavili smo da je sjajno svjetlo Fomalhaut b jer je to poznati izvor u sustavu. No nakon pažljive usporedbe novih snimaka s ranijima shvatili smo da ne može biti riječ o istom izvoru. To je bilo uzbudljivo, ali i zbunjujuće.”
Dva prolazna izvora umjesto planeta
Nestanak Fomalhauta b, koji se sada označava kao Fomalhaut cs1, podupire tumačenje da je bio oblak prašine koji se postupno raspršuje, vjerojatno nastao nakon sudara. Pojava drugog točkastog izvora, danas označenog kao Fomalhaut cs2, dodatno jača zaključak da nijedan od njih nije planet, nego prašnjavi ostatak snažnih sudara planetezimala, stjenovitih tijela koja čine osnovni materijal za nastanak planeta.
Položaj i sjaj Fomalhauta cs2 snažno podsjećaju na početna opažanja Fomalhauta cs1 od prije dvadesetak godina. Snimkama sustava tim je mogao procijeniti koliko se često takvi sudari planetesimala događaju.
“Teorija sugerira da bi se jedan sudar trebao dogoditi svakih 100.000 godina, ili i rjeđe. Ovdje smo u 20 godina vidjeli dva”, rekao je Kalas. “Kada bi postojao film posljednjih 3.000 godina i kada bi bio ubrzan tako da svaka godina traje tek djelić sekunde, može se zamisliti koliko bi se bljeskova vidjelo u tom razdoblju. Fomalhautov planetarni sustav svjetlucao bi od takvih sudara.”
Koliko god se takav ishod činio nevjerojatnim, Wang je pomogao potvrditi da je riječ o iznimnom događaju. Dao je jednu od četiri neovisne analize kojima je potvrđeno da su astronomi u prašinskom pojasu Fomalhauta doista zabilježili dva prolazna događaja.
“Ovo je prvi put da vidimo nešto ovakvo”, rekao je Wang. “Zato smo morali biti sigurni da se našim snimkama može vjerovati i da svojstva sudara mjerimo ispravno. Napravio sam izračune kako bih pokazao da sve četiri neovisne analize s visokim pouzdanjem otkrivaju novi izvor u blizini zvijezde.”
Upozorenje za buduća izravna opažanja egzoplaneta
Otkriće pruža rijedak “laboratorij” za praćenje sudara u stvarnom vremenu, ali i upozorava na mogućnost pogrešnog tumačenja prašnjavih ostataka sudara kao planeta koji reflektiraju svjetlost zvijezde. Kako teleskopi nove generacije, uključujući Giant Magellan Telescope, budu nastojali izravno snimiti planete u nastanjivoj zoni oko obližnjih zvijezda, ključno će biti razlikovati takve prolazne oblake krhotina od stvarnih egzoplaneta.
“Fomalhaut cs2 izgleda točno kao egzoplanet koji reflektira zvjezdanu svjetlost”, rekao je Kalas. “Ono što smo naučili proučavanjem cs1 jest da velik oblak prašine može godinama izgledati kao planet. To je upozorenje za buduće misije koje će pokušavati otkriti egzoplanete u reflektiranoj svjetlosti.”
Iako je Fomalhaut cs1 izblijedio i više se ne vidi, tim će nastaviti promatrati sustav Fomalhauta. Plan je pratiti evoluciju Fomalhauta cs2 i pokušati doći do dodatnih detalja o dinamici sudara u zvjezdanom susjedstvu.
Za ta će opažanja Wang, Kalas i suradnici koristiti instrument Near-Infrared Camera (NIRCam) na NASA-inu svemirskom teleskopu James Webb (JWST). NIRCam može pružiti podatke o boji koje Hubbleov spektrograf nije mogao pouzdano dati. Takvi podaci mogu otkriti veličinu i sastav prašinskih zrnaca u oblaku, uključujući i to sadrži li oblak vodu i led.
“Zbog Hubbleove starosti više ne može prikupljati pouzdane podatke o sustavu”, rekao je Wang. “Srećom, sada imamo JWST. Imamo odobren program JWST-a za daljnja opažanja ovog sudara planetesimala kako bismo razumjeli novi izvor oko zvijezde i prirodu dvaju matičnih planetesimala koji su se sudarili.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
