La NASA repère un nuage de débris géant créé par des corps célestes qui s’affrontent

Cette illustration représente le résultat d’une collision entre deux gros corps de la taille d’un astéroïde. Spitzer de la NASA a vu un nuage de débris bloquer l’étoile HD 166191, donnant aux scientifiques des détails sur le fracas qui s’est produit. Crédit : NASA / JPL-Caltech

Des collisions majeures entre des corps rocheux ont façonné notre système solaire. Les observations d’un crash similaire donnent des indices sur la fréquence à laquelle ces événements se produisent autour d’autres étoiles.

La plupart des planètes rocheuses et des satellites de notre système solaire, y compris la Terre et la Lune, ont été formés ou façonnés par des collisions massives au début de l’histoire du système solaire. En se brisant les uns contre les autres, les corps rocheux peuvent accumuler plus de matière, augmenter leur taille, ou ils peuvent se briser en plusieurs corps plus petits.

Les astronomes utilisant le télescope spatial Spitzer de la NASA, aujourd’hui à la retraite, ont par le passé trouvé des preuves de ces types de collisions autour de jeunes étoiles où se forment des planètes rocheuses. Mais ces observations n’ont pas fourni beaucoup de détails sur les smashups, tels que la taille des objets impliqués.

Dans une nouvelle étude en Le Journal Astrophysique, un groupe d’astronomes dirigé par Kate Su de l’Université d’Arizona rapporte les premières observations d’un nuage de débris d’une de ces collisions alors qu’il passait devant son étoile et bloquait brièvement la lumière. Les astronomes appellent cela un transit. Couplées à des connaissances sur la taille et la luminosité de l’étoile, les observations ont permis aux chercheurs de déterminer directement la taille du nuage peu après l’impact, d’estimer la taille des objets qui sont entrés en collision et de surveiller la vitesse à laquelle le nuage s’est dispersé.

“Rien ne remplace le fait d’être un témoin oculaire d’un événement”, a déclaré George Rieke, également à l’Université de l’Arizona et co-auteur de la nouvelle étude. “Tous les cas signalés précédemment par Spitzer n’ont pas été résolus, avec seulement des hypothèses théoriques sur ce à quoi l’événement réel et le nuage de débris auraient pu ressembler.”

À partir de 2015, une équipe dirigée par Su a commencé à faire des observations de routine d’une étoile vieille de 10 millions d’années appelée HD 166191. À cette époque précoce de la vie d’une étoile, la poussière laissée par sa formation s’est agglutinée pour former des corps rocheux appelés planétésimaux. – graines de planètes futures. Une fois que le gaz qui remplissait auparavant l’espace entre ces objets s’est dispersé, les collisions catastrophiques entre eux deviennent courantes.

Anticipant qu’ils pourraient voir des preuves de l’une de ces collisions autour de HD 166191, l’équipe a utilisé Spitzer pour effectuer plus de 100 observations du système entre 2015 et 2019. Alors que les planétésimaux sont trop petits et trop éloignés pour être résolus par télescope, leurs smashups produisent de grandes quantités. de poussière. Spitzer a détecté une lumière infrarouge – ou des longueurs d’onde légèrement plus longues que ce que les yeux humains peuvent voir. L’infrarouge est idéal pour détecter la poussière, y compris les débris créés par les collisions de protoplanètes.

Mi-2018, le télescope spatial a vu le système HD 166191 devenir nettement plus lumineux, suggérant une augmentation de la production de débris. Pendant ce temps, Spitzer a également détecté un nuage de débris bloquant l’étoile. En combinant l’observation du transit par Spitzer avec des observations par des télescopes au sol, l’équipe a pu déduire la taille et la forme du nuage de débris.

Leur travail suggère que le nuage était très allongé, avec une surface minimale estimée à trois fois celle de l’étoile. Cependant, la quantité d’éclaircissement infrarouge que Spitzer a vu suggère qu’une petite partie seulement du nuage est passée devant l’étoile et que les débris de cet événement ont couvert une zone des centaines de fois plus grande que celle de l’étoile.

Pour produire un nuage aussi gros, les objets de la collision principale devaient avoir la taille de planètes naines, comme Vesta dans notre système solaire – un objet de 330 miles (530 kilomètres) de large situé dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Le choc initial a généré suffisamment d’énergie et de chaleur pour vaporiser une partie du matériau. Cela a également déclenché une réaction en chaîne d’impacts entre les fragments de la première collision et d’autres petits corps dans le système, ce qui a probablement créé une quantité importante de la poussière que Spitzer a vue.

Au cours des mois suivants, le grand nuage de poussière a grossi et est devenu plus translucide, indiquant que la poussière et les autres débris se dispersaient rapidement dans tout le jeune système stellaire. En 2019, le nuage qui passait devant l’étoile n’était plus visible, mais le système contenait deux fois plus de poussière qu’avant que Spitzer ne repère le nuage. Ces informations, selon les auteurs de l’article, peuvent aider les scientifiques à tester les théories sur la formation et la croissance des planètes telluriques.

“En regardant les disques de débris poussiéreux autour des jeunes étoiles, nous pouvons essentiellement regarder en arrière dans le temps et voir les processus qui ont pu façonner notre propre système solaire”, a déclaré Su. “En apprenant le résultat des collisions dans ces systèmes, nous pouvons également avoir une meilleure idée de la fréquence à laquelle les planètes rocheuses se forment autour d’autres étoiles.”



Plus d’information:
Kate YL Su et al, Un amas de poussière produit par impact de la taille d’une étoile dans la zone terrestre du système HD 166191, Le Journal Astrophysique (2022). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ac4bbb

Fourni par Jet Propulsion Laboratory

Citation: La NASA repère un nuage de débris géant créé par des corps célestes qui s’affrontent (18 mars 2022) récupéré le 19 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-nasa-giant-debris-cloud-clashing.html

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