Utváření planetárních soustav není snadný proces. Poté, co hvězda dokončí své formování, vířící kotouč materiálu, který zbyl z procesu, se značne shlukovat a vytvářet základy planet. Složité gravitační prostředí však není nijak laskavé. Tyto objekty do sebe v průběhu růstu a pohybu po své soustavě narážejí a strkají se.

Astronomové v nové studii nalezli důkazy o takovém nárazu v mladé soustavě, 95 světelných let od Země. Rozhodli se upřít svou pozornost na neobvyklý prach v okolí mladé, 23 milionů let staré hvězdy s názvem HD 172555. Pozoruhodný prach kolem tohoto tělesa totiž může být podle jejich analýzy výsledkem planetárního nárazu. Ten by měl být tak silný, že přinejmenším částečně zničil atmosféru jednoho z těles.

„Je to poprvé, co jsme na takový fenomén narazili,“ uvedla astronomka Tajana Schneidermanová z Massachusettského technologického institutu (MIT) pro server Science Alert. „Všechny zajímá pozorování velkého nárazu, protože předpokládáme, že jsou časté, nemáme však o nich v mnoho systémech důkazy. Teď ale máme nový náhled na tyto dynamiky,“ dodala. 

Z prachu a plynu až k planetě

Tvorba planet je složitý proces. Poznání o tomto fenoménu je tak složené z pozorování z již vzniklé Sluneční soustavy a poznatků z jiných soustav Mléčné dráhy, které lidé pozorovali v různých stádiích vývoje.

Když se hvězda vyvine ze shluku prachu a plynu v molekulární mračno, vytvoří se obrovský disk materiálu. Ten projde transformací, který možná začíná ještě předtím, než se hvězda doformuje. Úlomky se v něm začnou lepit k sobě, nejprve elektrostaticky a poté, jak těleso hromadí hmotu, gravitačně.

Tyto větší a větší shluky se srážejí a spojují. Nakonec tak získají dostatek hmoty na to, aby se samostatné jádro mohlo usadit ve středu a objekt se mohl stát planetou.

Ne však každá mladá planeta přežije. Předpokládá se například, že jedna planeta velká zhruba jako Mars, která se nestala součástí Sluneční soustavy, se srazila se Zemí a vytvořila tak její Měsíc.

Astronomové jsou přesvědčeni, že se planety obyčejně nevytvářejí tam, kde nakonec skončí – do své finální pozice doputují. Tyto pohyby způsobují další perturbace, které mohou vyústit v kolize. Ty jsou však považovány za poměrně časté v rámci utváření planetárních soustav. Dokonce je pravděpodobné, že by měly tvořit velmi důležitou roli v podobě růstu planet a finální výstavbě těchto systémů.

Hvězda HD 172555 byla dlouho považována za jakéhosi podivína. Prach kroužící kolem ní má nebývalou kompozici a velikost mezihvězdných prachových zrn: neobvyklé množství například oxidu křemičitého či mnohem menší prachová zrna, než je obvyklé. 

To se dříve interpretovalo jako důsledek srážky ve vysoké rychlosti (konkrétně fenoménu zvanému hypervelocity, tedy rychlosti zhruba nad 3000 metrů za sekundu). Schneidermanová a její kolegové se tak rozhodli na oxid uhelnatý kolem hvězdy podívat z blízka. „Když lidé chtějí pozorovat plyny v discích, oxid uhelnatý je typicky ten nejjasnější, a tedy nejsnadnější k nalezení,“ vysvětlila.

Silná srážka

Zjistili, že se ho v okolí této hvězdy vyskytuje velké množství a v nezvyklé blízkosti. Ve vzdálenosti deseti astronomických jednotek, kdy by měl být plyn obvykle rozebrán hvězdnou radiací.

Nejpravděpodobnějším vysvětlením je podle týmu vědců opravdu velký náraz. Podařilo se jim dokonce přiblížit kdy a jak se to stalo. Nejméně před 200 tisíci lety, což je poměrně nedávno – to vysvětluje proč neměl oxid uhelnatý čas se rozpadnout. Tehdy se měla srazit hornatá planeta ve velikosti Země s menším tělesem v rychlosti 10 kilometrů za sekundu. Tento náraz by byl tak silný, že by zničil minimálně část její atmosféry. To by vysvětlovalo prach bohatý na oxid uhelnatý a oxid křemičitý. „Ze všech scénářů je to jediný, který vysvětluje všechny aspekty dat,“ vysvětlila Schneidermanová.

V takto starých soustavách považuje tým vědců podobné nárazy za běžné. „Časové rámce odpovídají, věk souhlasí, morfologická a kompoziční omezení také. Jediný přesvědčivý proces, který by mohl v tomto systému a v tomto kontextu vyprodukovat oxid uhelnatý je obrovský náraz,“ uzavřela Schneidermanová.

Výsledky výzkumu dávají k dispozici nové nástroje k identifikaci časového rámce těchto srážek. Velké množství oxidu uhelnatého kolem hvězdy tam, kde být nemá, tedy může znamenat, že se něco při tvorbě planetární soustavy pokazilo, píše Science Alert.

Následně se tedy mohou studovat ostatní plyny a sutiny. A to ne jen z důvodu zkoumání dopadů takovýchto kolizí, ale i s cílem pochopení toho, z čeho jsou utvořeny planety v jiných soustavách. Toto zjištění tak může pomoci pochopit více o vzniku planet.