Due pianeti si scontrano e danno vita a un nuovo mondo

 

 

L’improvviso bagliore di una stella e, due anni dopo, il suo improvviso oscuramento indicano una collisione catastrofica tra due grandi mondi.

 

 

Gli astronomi hanno identificato due mondi neonati che si sono scontrati attorno a una giovane stella simile al Sole a più di 1.800 anni luce di distanza nella costellazione della Poppa.

L’impatto probabilmente ha vaporizzato entrambi i pianeti, creando un’enorme nube di detriti che orbita ancora intorno alla stella ospite.

Alla fine, il materiale vaporizzato si stabilizzerà per formare un nuovo mondo molto più grande e gli astronomi stanno osservando tutto ciò che accade.

La collisione planetaria offre un raro sguardo sul mondo violento della formazione dei pianeti e offre allettanti opportunità per ulteriori studi con il telescopio spaziale James Webb (JWST). Ma all’inizio, il responsabile dello studio Matthew Kenworthy (Università di Leida, Paesi Bassi) non era sicuro di cosa stesse guardando.

Kenworthy stava cercando qualcosa di completamente diverso quando, alla fine del 2021, un allarme su un calo di luminosità di un astro ha attirato la sua attenzione.

L’All Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), un sistema di 24 telescopi per il monitoraggio del cielo, aveva inviato un avviso riguardante l’improvviso oscuramento della stella.

Nel corso dei mesi successivi, ASAS-SN ha registrato un calo irregolare della luminosità prima che tornasse normale.

Quell’indizio ha portato gli astronomi alla fine di due giovani mondi e al seme di un nuovo pianeta molto più grande fatto dai loro resti.

I detriti risultanti da quella collisione sono ciò che ha bloccato la luce della stella 2 anni e mezzo dopo, nel 2021. Ma ci è voluto tempo, e molte altre osservazioni, per risolvere il tutto.

Kenworthy ha guidato un team che ha analizzato i dati raccolti dal Las Cumbres Observatory Global Telescope Network e dal Wide-field Infrared Survey Explorer sia prima che dopo l’improvviso calo della luce della stella.

I ricercatori hanno scoperto che 2 anni e mezzo prima dell’improvviso oscuramento della stella, qualcosa era accaduto intorno ade essa per produrre una nuova fonte di calore (e quindi, l’emissione infrarossa). Qualunque cosa sia successa allora, nel 2018, ha riscaldato il materiale a circa 1000K e quel materiale è rimasto caldo da allora.

Per spiegare sia l’apparizione di una nuova fonte di calore nel 2018 che l’improvviso oscuramento della stella nel 2021, il team suggerisce su Nature di questa settimana che si è verificato un impatto gigante tra due pianeti tra super-Terre e sub-Nettuno in termini di dimensioni.

I mondi orbitavano tra le 2 e le 16 unità astronomiche (u.a.) dalla stella; nel sistema solare, per riferimento, Marte orbita attorno al Sole a 1,5 u.a. e Saturno a 9.5 u.a.

La distanza esatta della collisione dalla stella non è precisa, perché non è stata misurata direttamente da un’immagine, ma piuttosto stimata in base alle curve di luce che seguono i cambiamenti di luminosità del sistema.

Il team riconosce che è possibile che la luminosità infrarossa e il blocco della luce stellare siano stati in realtà due eventi separati, ma sostengono che due di questi eventi sarebbero ancora più rari di una collisione su scala planetaria.

I loro calcoli mostrano che una tale collisione vaporizzerebbe entrambi i mondi, con una quantità relativamente piccola che fuoriesce per orbitare intorno alla stella.

“Nel corso delle prossime orbite (circa qualche centinaio di anni), la polvere si spalmerà in un anello attorno alla stella”, spiega Kenworthy.

Per ora, i detriti si trovano in una lunga nube gigante e la polvere è abbastanza spessa da bloccare gran parte della luce della stella mentre la nube le passa davanti.

La maggior parte della massa, tuttavia, è rimasta gravitazionalmente legata, anche se in forma vaporizzata. Il membro del team Simon Lock (Università di Bristol, Regno Unito) ha precedentemente proposto che tali resti potrebbero assumere la forma di una nuvola a forma di ciambella con un po’ di materiale a cavallo del centro. Questa collisione dà ai ricercatori l’opportunità di testare questa idea.

Un altro team, guidato da Jonathan Marshall (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan), ha pubblicato una spiegazione diversa sull’Astrophysical Journal, suggerendo invece che un disco di polvere irregolare circonda la stella, forse originato dalla rottura delle comete.

Entrambe le idee potrebbero spiegare le osservazioni, il che dimostra semplicemente che c’è ancora molto lavoro da fare. “Questo evidenzia il fatto che sappiamo davvero molto poco sulle collisioni giganti tra sistemi esoplanetari”.

Quando la nube avrà girato un po’ intorno alla stella, Kenworthy ha in programma di chiedere tempo al JWST per cercare di rilevare direttamente la nube, attraverso la luce stellare riflessa.

 

Immagine: Sarah Stewart