Los sistemas planetarios jóvenes generalmente experimentan dolores de crecimiento extremos, ya que los cuerpos de los bebés chocan y se fusionan para formar planetas progresivamente más grandes. En nuestro propio sistema solar, se cree que la Tierra y la luna son productos de este tipo de impacto gigante. Los astrónomos conjeturan que tales aplastamientosdeberían ser un lugar común en los primeros sistemas, pero han sido difíciles de observar alrededor de otras estrellas.
Ahora, los astrónomos del MIT, la Universidad Nacional de Irlanda en Galway, la Universidad de Cambridge y otros lugares han descubierto evidencia de un impacto gigante que ocurrió en un sistema estelar cercano, a solo 95 años luz de la Tierra. La estrella, llamada HD 172555, estiene unos 23 millones de años, y los científicos han sospechado que su polvo tiene rastros de una colisión reciente.
El equipo liderado por el MIT ha observado más evidencia de un impacto gigante alrededor de la estrella. Determinaron que la colisión probablemente ocurrió entre un planeta terrestre del tamaño aproximado de la Tierra y un impactador más pequeño hace al menos 200.000 años, a velocidades de 10 kilómetros por hora.segundo, o más de 22,000 millas por hora.
Fundamentalmente, detectaron gas que indica que un impacto de tan alta velocidad probablemente destruyó parte de la atmósfera del planeta más grande, un evento dramático que explicaría el gas y el polvo observados alrededor de la estrella. Los hallazgos, que aparecen hoy en Naturaleza , representa la primera detección de este tipo.
"Esta es la primera vez que detectamos este fenómeno, de una atmósfera protoplanetaria despojada en un impacto gigante", dice la autora principal Tajana Schneiderman, estudiante graduada del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. "Todos están interesadosen la observación de un impacto gigante porque esperamos que sean comunes, pero no tenemos evidencia en muchos sistemas para ello. Ahora tenemos información adicional sobre estas dinámicas ".
una señal clara
La estrella HD 172555 ha sido objeto de intriga entre los astrónomos debido a la composición inusual de su polvo. Las observaciones de los últimos años han demostrado que el polvo de la estrella contiene grandes cantidades de minerales inusuales, en granos mucho más finos de lo que los astrónomos esperarían.para un disco de escombros estelar típico.
"Debido a estos dos factores, se ha pensado que HD 172555 es este sistema extraño", dice Schneiderman.
Ella y sus colegas se preguntaron qué podría revelar el gas sobre el historial de impactos del sistema. Buscaron datos tomados por ALMA, el Atacama Large Millimeter Array en Chile, que comprende 66 radiotelescopios, cuyo espaciado se puede ajustar para aumentar o disminuir.disminuir la resolución de sus imágenes. El equipo examinó los datos del archivo público de ALMA en busca de señales de monóxido de carbono alrededor de las estrellas cercanas.
"Cuando la gente quiere estudiar el gas en los discos de escombros, el monóxido de carbono suele ser el más brillante y, por lo tanto, el más fácil de encontrar", dice Schneiderman.sistema."
en las secuelas
Con un nuevo análisis cuidadoso, el equipo pudo detectar monóxido de carbono alrededor de la estrella. Cuando midieron su abundancia, encontraron que el gas equivalía al 20 por ciento del monóxido de carbono que se encuentra en la atmósfera de Venus. También observaron que el gas eradando vueltas en grandes cantidades, sorprendentemente cerca de la estrella, a unas 10 unidades astronómicas, o 10 veces la distancia entre la Tierra y el sol.
"La presencia de monóxido de carbono tan cerca requiere alguna explicación", dice Schneiderman.
Eso se debe a que el monóxido de carbono suele ser vulnerable a la fotodisociación, un proceso en el que los fotones de una estrella se descomponen y destruyen la molécula. A corta distancia, normalmente habría muy poco monóxido de carbono tan cerca de una estrella. Por lo tanto, el grupo probó variosescenarios para explicar la apariencia abundante y cercana del gas.
Rápidamente descartaron un escenario en el que el gas surgiera de los escombros de una estrella recién formada, así como uno en el que el gas fuera producido por un cinturón cercano de asteroides helados. También consideraron un escenario en el que elEl gas fue emitido por muchos cometas helados que entraron como un rayo desde un cinturón de asteroides lejano, similar a nuestro propio cinturón de Kuiper. Pero los datos tampoco encajaban en este escenario. El último escenario que el equipo consideró fue que el gas era un remanente deun impacto gigante.
"De todos los escenarios, es el único que puede explicar todas las características de los datos", dice Schneiderman. "En los sistemas de esta era, esperamos que haya impactos gigantes, y esperamos que los impactos gigantes sean realmente bastantecomún. Las escalas de tiempo funcionan, la edad funciona y las limitaciones morfológicas y de composición funcionan. El único proceso plausible que podría producir monóxido de carbono en este sistema en este contexto es un impacto gigante ".
El equipo estima que el gas se liberó de un impacto gigante que ocurrió hace al menos 200.000 años, lo suficientemente reciente como para que la estrella no hubiera tenido tiempo de destruir completamente el gas. Según la abundancia del gas, el impacto fue probablemasivo, involucrando dos proto-planetas, probablemente de tamaño comparable al de la Tierra. El impacto fue tan grande que probablemente voló parte de la atmósfera de un planeta, en la forma del gas que el equipo observó hoy.
"Ahora existe la posibilidad de trabajo futuro más allá de este sistema", dice Schneiderman. "Estamos demostrando que, si encuentra monóxido de carbono en un lugar y una morfología consistente con un impacto gigante, proporciona una nueva vía para buscar impactos gigantesy comprender cómo se comportan los escombros después ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por el Observatorio ALMA y la Fundación Simons.
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