James Webb vede urmele unor coliziuni între lumi de mărimea lui Marte. Descoperirea poate explica trecutul violent al Pământului

Sistemele planetare tinere sunt departe de imaginea ordonată pe care o vedem astăzi în jurul Soarelui. În primele sute de milioane de ani, planetele se pot lovi între ele în coliziuni suficient de violente încât să pulverizeze cantități uriașe de rocă. Acum, telescopul spațial James Webb oferă unele dintre cele mai clare indicii despre asemenea catastrofe cosmice. Potrivit NASA, astronomii au studiat 21 de sisteme cu așa-numite „discuri extreme de resturi” și au descoperit că unele dintre ele par să fi fost produse de ciocnirea unor corpuri de dimensiunea planetei Marte.

Descoperirea este importantă inclusiv pentru povestea propriului nostru Sistem Solar. Modelul dominant spune că Luna s-a format după ce Pământul primordial s-a ciocnit cu Theia, un corp aproximativ de mărimea lui Marte. Playtech a scris recent despre simulările care sugerează că Luna s-ar fi putut forma extrem de rapid după un astfel de impact.

Praful cosmic poate dezvălui cât de violentă a fost coliziunea

Astronomii au analizat ceea ce se numește „extreme debris disks”, regiuni din jurul stelelor tinere în care există cantități neobișnuit de mari de praf cald. Înaintea lui Webb, telescopul Spitzer identificase astfel de sisteme, însă informațiile despre compoziția materialului erau limitate.

Webb poate analiza mult mai precis spectrul în infraroșu al prafului. Cercetătorii au observat că discurile pot fi împărțite, în linii mari, în două categorii: unele bogate în siliciu și altele în care astfel de minerale sunt mai puțin prezente. Compoziția oferă indicii despre energia impactului care a produs resturile.

Aproximativ o treime dintre sistemele analizate au discuri bogate în siliciu. Potrivit cercetătorilor, acestea sunt cele mai bune candidate pentru coliziuni extrem de energetice între corpuri de ordinul dimensiunii lui Marte, suficient de violente încât să vaporizeze cantități importante de rocă.

Celelalte discuri par să provină din evenimente mai puțin extreme, inclusiv ciocniri oblice între obiecte comparabile ca mărime cu Luna. Webb nu vede direct planetele în momentul impactului, ci „citește” urmele lăsate de aceste evenimente în norii de resturi.

Sistemul Solar ar fi putut trece prin aceeași perioadă haotică

Un detaliu interesant este vârsta sistemelor. Discurile bogate în siliciu au fost observate în jurul unor stele mai tinere de aproximativ 300 de milioane de ani. Intervalul este compatibil cu perioada în care modelele prezic formarea planetelor stâncoase.

Asta întărește comparația cu Sistemul Solar timpuriu. Pământul și celelalte planete telurice nu au apărut într-un mediu calm, ci într-o regiune în care obiectele aflate în formare se ciocneau frecvent. Playtech a relatat și despre o posibilă coliziune între planete observată într-un alt sistem, la aproximativ 11.000 de ani-lumină de noi.

James Webb devine astfel un instrument care le permite astronomilor să privească, indirect, în propriul nostru trecut. În loc să reconstruiască doar matematic ce s-a întâmplat acum miliarde de ani, cercetătorii pot găsi sisteme tinere care trec astăzi prin procese asemănătoare.

Webb schimbă felul în care sunt studiate planetele în formare

Capacitatea telescopului de a identifica mineralele din praful cosmic este esențială. Webb a demonstrat deja că poate obține informații extrem de detaliate despre lumi îndepărtate, inclusiv despre suprafața unor exoplanete stâncoase și despre obiectele foarte mici care se formează în regiunile stelare tinere.

Noua cercetare arată însă că același telescop poate spune și cum sunt distruse sau transformate lumi întregi. Praful rezultat dintr-o coliziune poate păstra o semnătură minerală a energiei eliberate, ceea ce le oferă astronomilor un fel de „dosar criminalistic” cosmic.

Studiul, publicat în The Astrophysical Journal, nu înseamnă că fiecare disc analizat ascunde o planetă distrusă de mărimea lui Marte. Autorii subliniază că mai sunt necesare observații, mai ales asupra sistemelor mai vechi. Dar rezultatele oferă una dintre cele mai bune metode disponibile pentru a înțelege cât de violent poate fi procesul prin care se nasc planetele.