Két Földhöz hasonló bolygó ütközött össze

Egy születő bolygórendszerben olyan törmeléket azonosítottak, amelyet két, korábban már összeállt, Földünkhöz hasonló égitest ütközése termelhetett. Ez minden korábbinál erősebb közvetett bizonyítékot jelent a bolygónkhoz hasonló, szilikátos összetételű és viszonylag nagy méretű kőzetbolygók születésére.

Az ismert Naprendszeren kívüli bolygók (exobolygók) száma idén nyáron lépte át a 250-et. Az eddigi megfigyelések alapján állítható, hogy a csillagok keletkezése általában együtt jár bolygók kialakulásával is. A jelenleg alkalmazott megfigyelési módszerek elsősorban a planéták gravitációs terének az adott csillagra kifejtett hatását tanulmányozzák, valamint azt a jelenséget keresik, amikor az exobolygó csillaga előtt elhaladva látszólag csökkenti annak a fényét. Mindkét módszer a nagy tömegű, illetve nagy méretű, a Jupiterhez hasonló planétákra érzékeny - ezért fontosak a kisebb, Földünkhöz hasonló égitestek kialakulására utaló jelek.

Minden korábbinál erősebb közvetett bizonyíték

A születő csillagok körüli porkorongokat fejlődési állapotuk alapján két nagy csoportra osztják: a fiatal égitesteknél a porkorong szilárd szemcséit az eredetileg is a zsugorodó anyagban található por alkotja. Ez az anyag a továbbiakban nagyobb égitestekké, bolygócsírákká kondenzálódik - tehát a korong portartalma csökken. Azonban az összállás során átmenetileg ismét megnövekedhet a pormennyiség, amikor a növekvő bolygócsírák ütközni kezdenek. Idővel a bolygórendszer végleg "letisztul", és a poranyag mennyisége ismét lecsökken. Amennyiben a poranyag összetételét tekintve a Földre hasonlít, az közvetett módon utal arra, hogy a rendszerben már bolygónkhoz hasonló, nagyobb planéták is összeálltak.

A közelmúltban sikerült minden korábbinál erősebb közvetett bizonyítékot találni a fenti folyamatra, azaz a Földhöz hasonló, szilikátos összetételű és viszonylag nagy méretű kőzetbolygók születésére.

A kérdéses rendszer a Pleiadok (Fiastyúk) nyílthalmazban található, csillaga pedig Napunkhoz hasonló, de annál fiatalabb égitest. A körülbelül 100 millió éves égitestet (jele HD23514) az északi Gemini teleszkóppal vizsgálták az infravörös tartományban. Az objektum irányából rögzített infravörös sugárzás a csillag körüli poranyagtól származott, amely a csillaghoz közeli (0,5 és 2 CSE között húzódó) zónából érkezett. Ez a Naprendszerben nagyjából a Merkúr és a Mars pályája közötti térséghez fogható.

A megfigyelt por össztömege nagyobb annál, mint amit a korábban azonosított, hasonló képződmények többségénél találtak. Mennyisége arra utal, hogy két viszonylag nagyobb, legalább Hold méretű objektum ütközött a rendszerben, és azok robbanásakor szóródott szét a törmelék. Az ütközés méretét tekintve nagyságrendileg ahhoz az eseményhez hasonlíthatott, mint amikor az ősi Föld azzal a körülbelül Mars méretű égitesttel találkozott, amelynek nyomán a Hold anyaga kirobbant bolygónkból.

Fantázáiarajz két ütköző, fiatal bolygóról (Lynette R. Cook, Gemini Observatory)

A kutatócsoport egy másik csillagnál, a BD +20307 jelű objektumnál is talált Föld-típusú égitestek létezésére, pontosabban szintén azok ütközésére utaló nyomokat. Ez az Aries (Kos) csillagképben, tőlünk kb. 300 fényévre lévő és kb. 400 millió éves csillag. Utóbbi és a fent említett égitest körül nagyságrendileg 100 ezerszer, illetve milliószor annyi por mutatkozott, mint a Nap körül. Mindkét objektum anyagkorongja a bolygókeletkezés utolsó és heves fázisában lehet, amikor a már összeállt, viszonylag nagy méretű, Föld-típusú bolygócsírák vagy bolygók ütköznek egymással.

Távoli Földek nyomában

Mivel az élet létezésére egyelőre csak egyetlen példát ismerünk (saját bolygónkról), kiemelt terület a Földhöz hasonló exobolygók keresése. Ha az exobolygók tömegét, méretét és sűrűségét együttesen tekintjük, akkor elmondható, hogy Földünkhöz hasonló planétát eddig még nem találtak. Ennek fő okai a jelenlegi megfigyelési módszerek korlátai lehetnek: elméleti számítások alapján ma még nem is sikerülne kimutatni egy átlagos Föld-típusú bolygót. A gyorsan fejlődő műszerek teljesítménye azonban egy évtized múlva várhatóan már ezt is lehetővé teszi.

A Föld-típusú exobolygók számát, előfordulási valószínűségét csökkenhetik az ún. forró Jupiterek, a csillagokhoz közeli óriásbolygók. Itt ugyanis az óriásbolygó befelé vándorlása során (lásd korábbi cikkünket) a Földhöz eredetileg hasonló helyzetű planéták kilökődhettek. Ugyanakkor, mivel a vándorló óriásbolygók az anyagkiszórást a csillaghoz közel is folytatják, az innen kipenderített törmelék egy része a kilökött Föld-típusú bolygók helyére juthat, ahol új planéták keletkezhetnek belőle. Mindezek fényében fontos a cikkben vázolt törmelékanyag megfigyelése, amely már kialakult, Föld-típusú bolygók létezésére utal.