Sejarah Tata Surya kita diselingi dengan tabrakan. Tabrakan membantu menciptakan planet terestrial dan mengakhiri pemerintahan dinosaurus. Dan tabrakan besar-besaran antara Bumi dan benda kuno bernama Theia kemungkinan menciptakan Bulan.
Sekarang para astronom telah menemukan bukti tabrakan antara dua exoplanet di tata surya yang jauh.
Tata Surya kita adalah tempat yang relatif tenang sekarang, dibandingkan dengan tahun-tahun mudanya. Jika kita ingin melihat planet bertabrakan, kita harus melihat ke sistem yang jauh. Itulah yang dilakukan oleh tim astronom ketika mereka menunjuk Spitzer Space Telescope dan observatorium darat di BD +20 307, sistem bintang ganda sekitar 300 tahun cahaya.
Bintang-bintang dalam sistem itu berusia sekitar satu miliar tahun, cukup tua untuk hal-hal yang telah menetap sejauh tumbukan. Namun ketika mereka melihatnya sekitar satu dekade lalu, mereka melihat puing-puing yang berputar lebih hangat dari yang mereka harapkan. Dalam sebuah sistem dengan bintang berusia miliar tahun, puing-puing apapun seharusnya sudah dingin sekarang, sehingga keberadaannya menunjukkan tabrakan yang lebih baru.
Pengamatan tersebut berumur satu dekade, dan baru-baru ini para astronom menggunakan SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) untuk melihat lagi sistem BD + 20 307. Mereka menemukan bahwa kecerahan inframerah dari puing-puing telah meningkat sekitar 10%, menunjukkan bahwa ada puing-puing lebih hangat dalam sistem.
"Mengingat usia BD +20 307 yang matang, sangat luar biasa bagi sistem untuk memiliki jumlah debu hangat yang begitu banyak dalam ~ 1 au."
Dari “Mempelajari Evolusi Debu Hangat yang Melingkari BD +20 307 Menggunakan SOFIA”
Hasil ini diterbitkan dalam Jurnal Astrophysical. Penulis utama adalah Maggie Thompson, seorang mahasiswa pascasarjana di UC Santa Cruz. Judul makalah ini adalah “Mempelajari Evolusi Debu Hangat yang Meliputi BD +20 307 Menggunakan SOFIA.”
"Debu hangat di sekitar BD +20 307 memberi kita sekilas tentang seperti apa dampak bencana antara planet ekstrasurya yang berbatu," kata Thompson. "Kami ingin tahu bagaimana sistem ini selanjutnya berkembang setelah dampak ekstrem."
Tata Surya kita memiliki koleksi puing berbatu seperti sabuk asteroid. Tapi itu sudah tua, puing-puing dingin, hasil dari tabrakan kuno. Itu juga jauh dari Matahari daripada disk puing di BD + 20 307 adalah. Jika peradaban yang jauh melihat Tata Surya kita, mereka akan mengukur usia Matahari dan lokasi serta suhu puing-puing berbatu dan itu masuk akal.
"Ini adalah kesempatan langka untuk mempelajari tabrakan katastropik yang terjadi terlambat dalam sejarah sistem planet."
Alycia Weinberger, Pemimpin Investigator.
Namun dalam sistem BD +20 307, ada sesuatu yang tidak masuk akal. Seharusnya tidak ada debu sebanyak ini hangat, begitu dekat dengan bintang-bintang biner. Jika tabrakan besar antar planet hanya terjadi pada tahun-tahun awal kehidupan tata surya yang kacau, maka debu itu seharusnya sudah menghilang sejak lama. Biasanya, debu dihilangkan melalui collisional cascade, di mana tabrakan berulang terus-menerus memecah batu menjadi potongan-potongan kecil. Akhirnya potongan-potongan itu sangat kecil sehingga tekanan radiasi dari bintang-bintang menghanyutkan mereka.
"Ini adalah kesempatan langka untuk mempelajari tabrakan katastropik yang terjadi terlambat dalam sejarah sistem planet," kata Alycia Weinberger, staf ilmuwan di Carnegie Institution for Science's Department of Terrestrial Magnetism di Washington, dan pemimpin peneliti pada proyek tersebut. "Pengamatan SOFIA menunjukkan perubahan pada disk berdebu pada skala waktu hanya beberapa tahun."
Ada penjelasan potensial lainnya untuk debu hangat ini. Itu bisa bergerak lebih dekat ke bintang-bintang dan menyerap lebih banyak energi. Tapi itu tidak mungkin terjadi hanya dalam 10 tahun, yang hanya sesaat dalam istilah astronomi. Ini juga tidak mungkin karena ukuran butiran debu berkurang melalui collisional cascade, debu lebih mungkin dikeluarkan oleh radiasi matahari.
Ada proses lain yang mengatur perilaku debu di sekitar bintang. Ini disebut efek Poynting-Robertson. Ini adalah jenis gaya hambat yang dapat menyebabkan partikel terlalu besar untuk diterbangkan oleh radiasi matahari untuk berputar ke bintang. Saat debu bergerak semakin dekat ke bintang itu menjadi lebih hangat.
Dalam makalah mereka, penulis membahas beberapa kemungkinan lain. Kedua bintang dalam sistem ini adalah bintang tipe-F, yang biasanya tidak variabel. Tetapi dalam pasangan biner mereka bisa, meskipun variabilitas mereka menurun seiring bertambahnya usia.
Jika ada variabilitas dalam satu atau kedua bintang, dan jika cakram puing yang mengelilingi bintang cenderung relatif terhadap bidang orbit bintang-bintang, itu dapat menyebabkan cakram puing-puing yang memanas. Jika hot spot pada bintang menghasilkan lebih banyak sinar-X, dan jika disk puing cenderung, maka itu dapat menyebabkan puing-puing pemanasan yang terdeteksi oleh para astronom.
Para penulis mengatakan bahwa pengamatan lebih lanjut diperlukan sebelum ada kesimpulan yang pasti. Tetapi saat ini, tabrakan planet sesuai dengan bukti terbaik. Dan itu berarti ada peluang nyata di sini. Seperti yang mereka katakan dalam kesimpulan makalah mereka, "Memahami BD + 20 307 dan sistem lain seperti itu dengan disk puing-puing yang sangat berdebu dapat memajukan pengetahuan kita tentang tabrakan bencana, efek bintang biner pada disk puing-puing dan evolusi sistem planet."
Lebih:
- Siaran Pers: Saat Exoplanet Bertabrakan
- Makalah Penelitian: Mempelajari Evolusi Debu Hangat yang Melingkari BD +20 307 Menggunakan SOFIA
- Wikipedia: Circumstellar Debris Disk
