اكتشاف دليل على تصادم كوكبين معا ما أفقد أحدهما غلافه الجوي

بعد انتهاء تشكل النجم، يبدأ القرص الدوار والمتأرجح للمواد المتبقية من العملية في التكتل معا، مكونا بذور الكواكب.

ومع ذلك، فإن بيئة الجاذبية المعقدة ليست لطيفة، وتتصادم هذه الأجسام مع استمرارها في النمو والهجرة داخل أنظمتها.

ووجد علماء الفلك الآن دليلا على مثل هذا التصادم في نظام فتي، على بعد 95 سنة ضوئية من الأرض. ووفقا لتحليلهم، فإن الغبار غير المعتاد حول النجم HD 172555 البالغ من العمر 23 مليون عام، هو نتيجة لتأثير كوكب عنيف لدرجة أنه جرد أحد أجسامه جزئيا على الأقل.

وقال عالم الفلك تاجانا شنايدرمان، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "هذه هي المرة الأولى التي نكتشف فيها هذه الظاهرة، وهي عبارة عن غلاف جوي كوكبي أولي مجرد في تأثير عملاق. والجميع مهتم بمراقبة تأثير عملاق لأننا نتوقع أن تكون شائعة، ولكن ليس لدينا دليل في الكثير من الأنظمة لذلك. والآن لدينا نظرة ثاقبة إضافية حول هذه الديناميكيات".

وتعد عملية تشكيل الكواكب معقدة، وكان علينا تجميع ما نعرفه من نظامنا الكامل التكوين، والأنظمة الأخرى في مجرة ​​درب التبانة التي رأيناها في مراحل مختلفة من التطور.

وعندما يتشكل نجم من كتلة من الغبار والغاز في سحابة جزيئية، يتشكل قرص ضخم من المواد يتغذى على النجم المتنامي.

ويخضع هذا القرص لعملية تحول، ربما تبدأ قبل أن ينتهي النجم من تشكيله، حيث تبدأ البقع والشظايا الموجودة داخله في الالتصاق ببعضها البعض، أولا كهروستاتيكيا، وبعد ذلك، عندما يتراكم الجسم، جاذبيا.

وتتصادم هذه الكتل الأكبر والأكبر وتندمج، وتكتسب في النهاية كتلة كافية لاستقرار نواة متباينة في المركز، وفي النهاية تصبح كوكبا.

ومع ذلك، لا يبقى كل كوكب صغير على قيد الحياة. نعتقد أن أحد الكواكب بحجم كوكب المريخ والذي لم ينجح في النظام الشمسي اصطدم بالأرض ليخلق القمر، على سبيل المثال.

ويعتقد علماء الفلك أن معظم الكواكب لا تتشكل حيث تنتهي في النهاية أيضا؛ بدلا من ذلك، تتشكل في مكان آخر وتهاجر إلى موقعها النهائي. وهذه الحركات من شأنها أن تسبب اضطرابات إضافية.

لذلك، يُعتقد أن هذه الاصطدامات أمر شائع جدا أثناء تكوين نظام كوكبي. وفي الواقع، يبدو أنها تلعب دورا مهما في الطريقة التي تنمو بها الكواكب، والبنية النهائية لهذا النظام.

ولطالما كان يُعتقد أن HD 172555 شيء غريب الأطوار. ويحتوي الغبار الذي يدور حوله على تركيبة غير عادية وحجم حبيبات: كمية غير عادية من السيليكا وأول أكسيد السيليكون الصلب، وحبيبات غبار أصغر بكثير من المتوسط.

وفُسّر هذا سابقا على أنه نتيجة تأثير فائق السرعة، لذلك قرر شنايدرمان إلقاء نظرة فاحصة على أول أكسيد الكربون حول النجم.

وقال شنايدرمان: "عندما يريد الناس دراسة الغاز في أقراص الحطام، يكون أول أكسيد الكربون هو الأكثر سطوعا، وبالتالي يسهل العثور عليه. لذلك، نظرنا إلى بيانات أول أكسيد الكربون لـ HD 172555 مرة أخرى لأنه كان نظاما مثيرا للاهتمام".

ووجدوا أن هناك الكثير من أول أكسيد الكربون، يدور حول النجم على مسافة قريبة بشكل غير عادي من 10 وحدات فلكية. وفي هذه المسافة، كان من المفترض أن يتم تكسير الغاز بواسطة الإشعاع النجمي، ما يعني أن هناك ما يبرر تفسيرا لهذا الغاز.

وكان التأثير الأفضل للملاحظات، وفقا لنمذجة الفريق، هو التأثير العملاق. وتمكنوا حتى من تضييق نطاق متى وكيف حدث ذلك. ومنذ ما لا يقل عن 200000 عام - حديثة بما يكفي لأن أول أكسيد الكربون لم يكن لديه الوقت ليتحلل - اصطدم كوكب صخري بحجم الأرض بجسم أصغر بسرعة 10 كيلومترات في الثانية (أكثر من 22000 ميل في الساعة).

وكان من الممكن أن يكون هذا التأثير عنيفا لدرجة أنه أدى إلى تفجير جزء على الأقل من الغلاف الجوي للكوكب الصخري. وهذا من شأنه أن يفسر أول أكسيد الكربون والغبار الغني بالسيليكا.

وقال شنايدرمان: "من بين جميع السيناريوهات، هو الوحيد الذي يمكنه شرح جميع ميزات البيانات. في أنظمة هذا العصر، نتوقع أن تكون هناك تأثيرات عملاقة، ونتوقع أن تكون التأثيرات العملاقة شائعة جدا حقا. وتعمل المقاييس الزمنية، وينجح العمر، وتنجح القيود المورفولوجية والتركيبية. والعملية الوحيدة المعقولة التي يمكن أن تنتج أول أكسيد الكربون في هذا النظام ضمن هذا السياق، لها تأثير هائل".

وتعطينا النتائج أدوات جديدة لتحديد وقت حدوث تأثيرات عملاقة. وإذا وجدنا كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون حيث لا ينبغي أن تكون حول نجم، فقد يكون ذلك علامة على أن الأشياء أصبحت فوضوية أثناء تكوين نظام كوكبي.

ويمكننا بعد ذلك دراسة هذا الغاز والحطام الآخر، ليس فقط لمعرفة المزيد عن تداعيات مثل هذه الاصطدامات، ولكن لفهم ماهية الكواكب في الأنظمة الأخرى.