Астрономы с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» изучили остаточные облака пыли вокруг молодых звёзд и пришли к выводу, что они образовались в результате столкновений крупных протопланет. Анализ химического состава пыли позволил оценить масштабы этих катаклизмов, один из которых напоминает гипотетический удар, сформировавший Луну.
В центре внимания исследователей, чья работа опубликована в The Astrophysical Journal, оказались так называемые экстремальные осколочные диски – редкие системы, которые встречаются примерно у 1% молодых звёзд. Они представляют собой плотные облака тёплой пыли, расположенные в зоне, где обычно формируются каменистые планеты. Ранее их выявил телескоп «Спитцер», но детально изучить их состав позволили только возможности «Уэбба».
Спектральный анализ в среднем инфракрасном диапазоне показал, что эти диски можно разделить на две группы по составу минералов. Около трети дисков богаты соединениями кремния. По мнению учёных, такая пыль могла возникнуть только после высокоэнергетического столкновения тел размером с Марс, способного испарить значительные объёмы каменистых пород. Подобные системы находят только у звёзд моложе 300 млн лет, что соответствует теоретическим срокам формирования планет земной группы, включая Землю и Луну.
Остальные две трети дисков, наоборот, бедны кремнием. Вероятно, они образовались в результате менее мощных, возможно, скользящих ударов объектов размером с Луну. Такие диски встречаются у звёзд самого разного возраста, и их яркость со временем меняется сильнее. Учёные связывают эти колебания с быстрой эволюцией обломков на нестабильных орбитах и последующими столкновениями.
Исследование предлагает новые данные для реконструкции прошлого Солнечной системы. Сценарий с богатым кремнием диском хорошо описывает столкновение прото-Земли с гипотетической планетой Тейя, которое, как считается, привело к появлению Луны. А переменная яркость более старых, бедных кремнием дисков может быть аналогом эпохи Поздней тяжёлой бомбардировки, когда миграция планет-гигантов вызвала хаос в поясе астероидов и привела к многочисленным ударам.
