Mai multe detalii ale ipoteticei coliziuni dintre Pământul timpuriu și o altă protoplanetă de mărimea lui Marte, numită Theia, în urma căreia s-ar fi format Luna, ar putea fi obținute prin studierea coliziunilor dintre planete prin intermediul Telescopului Spațial James Webb (JWST) al NASA, conform datelor publicate la 1 octombrie într-un nou studiu în The Astrophysical Journal, transmite marți Space.com.

Se crede că acest impact dintre Pământ și Theia a împrăștiat în jurul planetei noastre materie care, ulterior, s-a comasat pentru a forma Luna, în urmă cu miliarde de ani.

Sistemele planetare tinere sunt, prin natura lor, medii violente, caracterizate prin prezența unor stele tinere înconjurate de discuri de gaz și praf, numite discuri protoplanetare. În interiorul acestor discuri, corpuri mici numite planetezimale se ciocnesc și se unesc, inițiind procesul de formare a planetelor. Totuși, Telescopul Spațial Spitzer al NASA - scos între timp din uz - a descoperit existența unei clase de discuri protoplanetare mult mai violente decât cele obișnuite, cunoscute sub numele de 'discuri de resturi extreme' (extreme debris disks). Aceste sisteme conțin cantități neobișnuit de mari de praf cald în imediata apropiere a stelei tinere, într-o regiune similară celei ocupate de planetele telurice din Sistemul Solar.

Studierea acestor discurilor de resturi extreme este o provocare, în parte din cauza rarității acestora. Oamenii de știință estimează că astfel de sisteme există în jurul a doar 1% dintre stele. Se bănuiește că și Soarele nostru a fost una dintre aceste stele rare.

O echipă de oameni de știință și-a propus să studieze 21 de astfel de discuri protoplanetare valorificând capacitățile extraordinare de observare ale telescopului JWST. Demersul a inclus continuarea observațiilor asupra a patru dintre cele cinci sisteme identificate anterior în datele de arhivă ale telescopului Spitzer, precum și studierea a 16 sisteme noi cu ajutorul JWST (dintre care 12 au fost observate în premieră).

'Este pentru prima dată când am reușit să reunim suficiente sisteme pentru a înțelege cu adevărat această subclasă pe care o numim 'discuri de resturi extreme'', a declarat într-un comunicat coordonatoarea echipei, Kate Su, de la Space Science Institute din Boulder, Colorado. 'Înainte de JWST, aveam informații limitate. Știam că sunt ciudate și foarte diferite de discurile tipice de resturi reci pe care le cunoaștem, precum cele din jurul (stelelor) Vega și Fomalhaut (Alpha Piscis Austrini). Acum, având mai multe date, putem determina cu precizie ce reprezintă aceste discuri pentru formarea și evoluția planetelor'.

Cercetătorii au descoperit trei caracteristici comune discurilor de resturi extreme: conțin particule de praf mai mici decât cele găsite în discurile protoplanetare 'clasice', o concentrație ridicată de praf cald și variații neregulate de luminozitate.

Următorul pas a fost să descopere ce anume generează aceste caracteristici. Pentru aceasta, echipa a analizat mineralele din componența discurilor studiate, constatând că acestea pot fi clasificate în discuri bogate în silice (dioxid de siliciu) și discuri sărace în silice.

Acest lucru le-a indicat oamenilor de știință ce tipuri de coliziuni aveau loc în acele discuri, generând resturi în urma impacturilor. De asemenea, aceste coliziuni ar putea explica variațiile de luminozitate observate în cadrul acestor sisteme.

'Pentru mine, cel mai fascinant lucru a fost simpla observare a emisiei lor în infraroșu mediu și a caracteristicilor spectrale remarcabile cu ajutorul JWST, ceea ce ne-a permis să le identificăm compoziția', a declarat Agnes Kospal, membră a echipei și cercetătoare la Observatorul Konkoly din Budapesta, Ungaria. 'Nu avem nicio altă modalitate de a studia direct acești embrioni planetari, deoarece sunt prea mici'.

Cercetătorii consideră că discurile bogate în silice iau naștere în urma unor impacturi de mare energie între obiecte de dimensiunea planetei Marte, proces în care cea mai mare parte a materialului este vaporizată. Discurile sărace în silice sunt create prin evenimente mai puțin energetice, implicând corpuri de dimensiunea Lunii care se lovesc tangențial.

În eșantionul analizat, aproximativ o treime din discurile de resturi extreme s-au dovedit a fi bogate în silice. Acestea au fost identificate doar în jurul unor stele cu o vârstă mai mică de 300 de milioane de ani.

Pe de altă parte, discurile sărace în silice au fost găsite în jurul unor stele cu vârste foarte variate. De asemenea, acestea prezintă adesea o variabilitate a luminozității mai pronunțată decât discurile bogate în silice. Cercetătorii sugerează că această variație a luminozității este cauzată de evoluția rapidă a resturilor proaspăt formate, ca urmare a unor noi impacturi și a modificărilor orbitelor corpurilor din sistem.

Rezultatele pot fi acum aplicate Sistemului Solar pentru a contura o imagine mai clară asupra istoriei sale estimate la 4,6 miliarde de ani. Simulările care recreează perioada incipientă a Sistemului Solar indică faptul că planetele telurice, precum Pământul, ar fi trebuit să se formeze în primele câteva sute de milioane de ani.

Acest lucru concordă cu vârstele estimate ale discurilor de resturi extreme bogate în silice observate, precum și cu momentul estimat al formării Pământului și a Lunii, la aproximativ 100 de milioane de ani după apariția Soarelui.

Este probabil ca Sistemul Solar să fi trecut și printr-o etapă caracterizată de un disc extrem de sărac în silice, în timpul perioadei cunoscute sub numele de 'Marele Bombardament Târziu'. Oamenii de știință consideră că, în această perioadă, coliziunile ar fi putut determina migrarea giganților gazoși ai Sistemului Solar dinspre zonele apropiate de Soare către pozițiile pe care le ocupă în prezent.

'Modul în care s-au format planetele telurice și cel în care au evoluat planetele gigant fac parte din povestea mai amplă a formării Sistemului Solar. Totul este o singură poveste', a adăugat Su. 'Cercetările noastre privind discurile de resturi extreme ne ajută să conturăm o imagine de ansamblu a ceea ce înțelegem în prezent'.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Andreea Lăzăroiu)