Что будет если столкнутся две планеты
Космическая катастрофа: как сталкиваются планеты
Около 200 000 лет назад в системе HD 172555, расположенной всего в 93 световых годах от Солнца, столкнулись две планеты. Эта катастрофа выбросила в космос огромное облако газа и пыли, которое недавно было зафиксировано земными телескопами. Человечество впервые воочию видит следы подобного катаклизма, произошедшего совсем недавно по астрономическим меркам. Хотя нельзя исключать, что этот газ и пыль имеют другое происхождение, сценарий со столкновением планет выглядит самым убедительным, считают авторы научной статьи, опубликованной в журнале Nature.
Война миров
Земля тоже пережила катастрофу космического масштаба. Чтобы увидеть ее последствия, достаточно найти на вечернем небе Луну. Самая популярная теория образования нашего спутника утверждает, что в новорожденную Землю врезалась другая планета под названием Тейя. Последствия удара были страшными. С Земли полностью сорвало атмосферу, а ее поверхность превратилась в океан расплавленной магмы. Тейя же стала облаком пара и раскаленных обломков, часть которых выпала на Землю, а другая часть со временем превратилась в Луну.
Теоретики считают, что жестокий космический бильярд — обычная детская болезнь планетных систем. Только что образовавшиеся миры притягивают друг друга, и это может закончиться столкновением, вылетом за пределы системы или даже падением на звезду. Борьба за выживание продолжается, пока не останутся только планеты на стабильных, не мешающих друг другу орбитах. По расчетам специалистов, система стабилизируется за первые 100 млн лет жизни. Так что для семьи Солнца, которой 4,5 млрд лет, все это дела давно минувших дней.
Астрономам известно немало звезд возрастом в единицы и десятки миллионов лет, у которых, вероятно, есть новорожденные планеты. Однако до недавних пор они не обнаруживали никаких свидетельств столкновения миров. Увидеть нечто подобное не так просто. Экзопланеты крайне редко можно буквально разглядеть в телескоп (и то лишь в инфракрасных лучах), обычно они открываются косвенными методами. А в молодых системах наблюдателям еще и сильно мешает газ и пыль — строительный мусор, оставшийся от формирования планет. Но в этот раз ученые, похоже, наткнулись на следы грандиозного разрушения.
Эхо катастрофы
Звезде HD 172555 всего 23 ±3 млн лет. Мы не знаем, есть ли у нее планеты, но считается, что почти все светила обзаводятся «отпрысками». И если эти планеты есть, им самое время, так сказать, биться на арене.
Некоторое время назад наблюдатели обратили внимание на необычную пыль вокруг HD 172555. Сама по себе пыль вокруг молодой звезды — явление заурядное: она остается от газопылевого диска, из которого формируется светило и его планеты. Но вокруг HD 172555 ее слишком много и она слишком плотно сосредоточена вокруг светила. К тому же эти пылинки необычно мелкие. Что самое интригующее, в их составе нашлись минералы, образующиеся при высокой температуре: обсидиан, тектиты, монооксид кремния. Все это очень похоже на следы столкновения крупных небесных тел со скоростью более 10 км/с.
Авторы новой статьи в Nature нашли еще одно важное свидетельство в пользу этой версии. Обработав архивные данные радиотелескопа ALMA, они обнаружили облако угарного газа (CO) вокруг звезды HD 172555. Оно примерно в 10 раз массивнее атмосферы Земли.
Могут ли планеты столкнуться?
С точки зрения физики, столкновение планет нашей солнечной системы невозможно. Так как система настолько устойчива, что моделируется до тех времён, когда Солнце начнёт переставать быть звездой главной последовательности.
Короче говоря, нет никаких причин, чтобы планеты и даже известные на данный момент карликовые планеты могли бы столкнуться между собой в течение следующих миллиардов лет.
Но если говорить про малые тела Солнечной системы, то тут все иначе. Их сейчас открывается и каталогизируется (в автоматическом режиме) в среднем по 150 штук в сутки. Некоторые движутся по сильно эллиптическим орбитам и условно принадлежа поясу астероидов или облаку Оорта имеют орбиты пересекающиеся с орбитами планет. Их столкновения с планетами возможны.
Если говорить о возможности, а не о вероятности, то за пределами галактики должны существовать «бродячие» планеты, улетевшие от взорвавшихся звёзд. Ничто, кроме случая, не мешает им посетить нашу Солнечную систему и наделать тут какого-нибудь шороху. Между тем космос так велик, и расстояния в нём таковы, что даже при прохождении «сталкивающихся» галактик друг сквозь друга вероятность столкновений крупных тел ничтожна.
Кстати говоря, Сурдин в книге «Вселенная в впросах и ответах» приводит расчёт вероятности хотя бы одного столкновения звёзд для Млечного пути и Туманности Андромеды: она оцинивается как 0.2. Т.е. с первой попытки почти наверняка не получится. В общем, мы в безопасности!
Ученые рассказали, что произойдет, если столкнутся две газовые планеты
Астрофизик доктор Аластер Ганн объяснил к чему приведут лобовое и перекрестное столкновения таких небесных тел как Юпитер и Сатурн.
Согласно небесной механике, столкновение двух газовых гигантов крайне маловероятно, однако все же существует небольшой шанс, что такое событие может произойти во время формирования планетной системы, пишет Science Focus.
Будь всегда в курсе событий вместе с телеграм-каналом Быстрый Фокус.
Результат столкновения в основном зависит от скорости и угла удара. Что касается лобовых столкновений, то они приведут к полному слиянию газовых гигантов без каких-либо потерь материала, ни в их твердых ядрах ни в газовых оболочках.
Однако более быстрое лобовое столкновение по мере слияния двух ядер приведет к потере большинства инертных газов. Очень высокие скорости полностью раздробят и уничтожат обе планеты.
Но если взять перекрестные столкновения (столкновение, которое происходит под углом меньше 90 градусов, что не вызывает такого разрушения как при лобовом столкновении, где угол равен 90 градусов), то они могут привести к разным результатам. Например, если два ядра полностью друг друга обойдут, оба газовых гиганта потеряют значительную часть своих газовых оболочек, но никак не сольются.
Если ядра столкнутся под достаточно большим углом, то планеты могут как слиться, так и не слиться, но в любом случае потеряется огромное количество газовой оболочки. Важно отметить, что столкновения под углом близким к 0 вообще не разрушают планеты, которые продолжают двигаться по тем же орбитам без потери массы.
Перекрестные столкновения между газовыми гигантами также могут привести к изменению их формы, или «сжатию». Такая идея была предложена в качестве средства изучения ранней истории столкновения газовых гигантов в других звездных системах.
И хотя нет никаких конкретных доказательств того, что Юпитер или Сатурн образовались в результате слияния более мелких газовых гигантов, такая возможность существует.
Кроме того, Юпитер и Сатурн имеют в составе более высокую долю тяжелых элементов, чем Солнце. Это позволяет предположить, что один или оба из них могли образоваться в результате такого столкновения.
Что мы увидим, если Земля столкнется с другой планетой
Вряд ли одна из солнечных планет сойдет с привычного курса и направится в нашу сторону. Но по территории Млечного Пути блуждают миллиарды планет-изгоев, где некоторые экземпляры в три раза крупнее Земли. Они не излучают собственного света, поэтому их будет сложно отыскать. Что же мы увидим, если одна из таких планет направится к нам?
В прошлый раз, когда планетоид марсианского размера врезался в Землю, он вырвал часть планетарного материала в космическое пространство и создал Луну. Если подобное повторится, а объект окажется огромным, то все закончится адским огнем и массовой гибелью. Давайте проследим за хронологией событий.
За несколько недель до столкновения
Неизвестный объект появляется в небе. Конечно, это уже не будет новостью, ведь астрономы наверняка зафиксировали его намного раньше. Планета медленно вырастает в размерах по мере сближения, пока не сравнится с лунными параметрами. Планета-изгой движется к нам со скоростью 11 км/с.
Что ж, возможно, самые богатые успеют улететь на ракетах в космос и будут наблюдать за происходящим со стороны. А остальным советуем насладиться последними неделями жизни.
Дни до слияния
Когда планета-изгой достигнет орбиты Луны, начнут происходить неприятные перемены. Гравитационное притяжение второй планеты сделает земные приливы в 8 раз больше, чем сейчас. Вдоль береговой линии начнут бушевать наводнения, поэтому держитесь как можно дальше от любых водоемов. Но впереди нас еще ждет шикарное и убийственное мегацунами.
28 часов до слияния
Гравитация обеих планет ускорит процесс слияния. Планета-изгой ускорится до 60 км/с. Сформировавшееся мегацунами движется через океаны. По всему миру будут наблюдаться грозы, ураганы и торнадо. Они окажутся настолько огромными, что у нас не хватит баллов в привычной шкале. И если вы не купили билет на космический корабль, то остается только готовиться к гибели.
За 3 минуты до слияния
Планета-изгой вошла в земную атмосферу. Если вас еще не смыло цунами и не убило молнией, землетрясением и вулканическим выбросом, то можете любоваться тем, как гигантский небесный объект погружает привычный вам мир во тьму.
За наносекунды до слияния
Атмосферы обоих планет начнут сжиматься и ярко светиться. Станет невероятно жарко и все существующие объекты начнут испаряться. Земля превратится в палящую магму.
Столкновение приведет к трению между двумя планетами. Это замедлит или остановит их вращение. Миллионы тонн раскаленной породы будут выбрасываться во все стороны. Ударная волна поглотит всю планету за 20 минут. Адское пламя пройдется по Земле и планета рухнет сама в себя. Наступил конец эпохи.
Последствия
Если вы все же богатенький счастливчик, которому удалось выбраться в космос на космическом корабле, то будете наблюдать за разбросанными на орбите скалистыми породами. Некоторые из них отправятся к другим планетам или улетят из Солнечной системы.
Оставшиеся части выброса создадут новый пояс астероидов вокруг Солнца. Никаких следов разумной жизни на Земле, кроме пассажиров вашего корабля. Куда лететь? Ну, можете думать об этом, пока не закончится кислород, вода и пища.
Что происходит при столкновении планет, звёзд и чёрных дыр?
Столкновение двух нейтронных звёзд – основной источник многих из тяжелейших элементов периодической таблицы во Вселенной. При таком столкновении выбрасывается 3-5% массы; всё остальное превращается в чёрную дыру.
Вселенная в известном нам виде существует уже почти 14 млрд лет: достаточно времени для того, чтобы гравитация стянула материю в скопления, комки и схлопнувшиеся объекты. К сегодняшнему дню Вселенная заполнена планетами, звёздами, галактиками, и ещё более крупными структурами, связанными гравитацией на фоне расширяющейся Вселенной.
Но всё не так уж ясно и просто. Хоть космос и огромен, в нашей галактике существуют триллионы объектов, двигающиеся миллиарды лет. Некоторые сформировавшиеся системы содержат в себе по нескольку объектов, и их столкновения не просто вероятны – они неизбежны. А при столкновении или слиянии они меняются навсегда. И вот космическая история того, что при этом происходит.
Когда объект сталкивается с планетой, он может выбить из неё осколки, что приведёт к формированию лун. Так появилась наша Луна, а также, как мы думаем, луны Марса и Плутона.
Столкновения планеты с планетой. На ранних этапах развития Солнечной системы, скорее всего, планет было больше восьми. Между Юпитером и Нептуном мог существовать ещё один газовый гигант; лучшие наши симуляции говорят о том, что его выбросило из системы. Но считается, что во внутренней Солнечной системе был ещё один мир размером с Марс, столкнувшийся с молодой Землёй, породив огромное облако обломков, собравшихся и создавших Луну. Модель ударного формирования Луны (или “гигантское столкновение”) тщательно подтвердили множеством различных свидетельств, включая и образцы, привезённые на Землю миссиями “Аполлон”.
Вместо наблюдаемых сегодня двух лун столкновение, породившее околопланетный диск, могло создать у Марса три луны, из которых до сегодняшних дней дожили только две.
Кроме этого, у нас есть неплохие свидетельства того, что и у Марса луны появились из-за большого протопланетного столкновения – и что изначально у него было три луны, а потом одна из них упала обратно на поверхность.
Из всех проведённых симуляций и накопленных свидетельств следует, что скалистые планеты сравнимого размера довольно часто сталкиваются друг с другом на ранних уровнях развития солнечных систем. При столкновении возникает одна, более крупная планета, и облако осколков, которое собирается в один, недалеко расположенный крупный спутник, и несколько более мелких и удалённых. Система Плутон-Харон – прекрасный пример такого явления, в котором подальше от них кувыркаются ещё четыре дополнительных луны.
Сценарий сближения по спирали и слияния коричневых карликов, находящихся так далеко друг от друга, как эти, займёт очень долгое время из-за гравитационных волн. Но вероятность столкновения довольно высока. Красные звёзды при столкновении порождают голубые отставшие звёзды, а коричневые карлики могут при столкновении порождать красных карликов. Спустя достаточно долгое время такие вспышки света могут стать единственными источниками света во Вселенной
Столкновения коричневых карликов. Хотите создать звезду, но не набрали достаточно массы для этого, а газовое облако, которым вы пользовались, уже схлопнулось? У вас есть второй шанс! Коричневые карлики похожи на крайне массивных газовых гигантов, превышая по массе Юпитер в десяток раз, и разогреваются до достаточно высоких температур (порядка 1 000 000 К) и давлений в центре, чтобы запустить синтез из дейтерия, но недостаточных для синтеза из водорода. Они испускают свет, остаются относительно холодными, и не дотягивают до звания настоящих звёзд. По массе они находятся в промежутке от 1% до 7,5% от солнечной, и считаются неудавшимися звёздами.
Но если у нас два карлика составляют двойную систему, или принадлежат к случайно столкнувшимся разным системам, всё это может мгновенно поменяться.
Луман 16 составляют два коричневых карлика, и они, в конце концов, могут слиться вместе и породить звезду
Всё потому, что состав этих неудавшихся звёзд практически не меняется со временем. Они так и состоят из 70-75% водорода, и при слиянии это несгоревшее топливо сохраняется. Если общая масса объекта после слияния превысит критический порог в 0,075 солнечных, во Вселенной появится новая звезда! С таким количеством массы в одном объекте температура превысит критические 4 000 000 К, и запустит синтез из водорода. Вместо двух коричневых карликов появится красный карлик: настоящая звезда М-класса. И у расположенной недалеко от нас системы Луман 16, всего в 6,5 световых годах, все параметры находятся соблазнительно близко к необходимому пределу, за которым она сможет стать красным карликом.
Часть шарового скопления Terzan 5, уникальной связи с прошлым Млечного Пути. В шаровых скоплениях можно обнаружить невероятно старые звёзды, оставшиеся от первых вспышек звёздного формирования, происходивших недалеко от нас. Но иногда встречающиеся в скоплении голубые звёзды говорят нам, что не всё так просто.
Столкновения двух звёзд. Звёзды бывают различных масс, и те, масса которых мала, более красные, холодные, и сжигают своё топливо медленнее. Звёзды большей массы голубые, более горячие и живут меньше. Оценить возраст звёздных скоплений можно, изучая звёзды с наибольшей массой из оставшихся, поскольку самые массивные звёзды умирают первыми.
Однако, изучая самые старые из скоплений, мы обнаруживаем популяции звёзд, более голубых и горячих, чем это должно оказаться возможным. Они просто не соответствуют остальным, окружающих им звёздам. Однако эти голубые заблудшие звёзды реальны, и у их существования есть фантастическое объяснение: столкновения звёзд.
Голубые заблудшие звёзды (заключены в кружочки во вставке с увеличенным изображением) [фото кликабельно], формируются, когда старые звёзды или их останки сливаются вместе. После того, как отгорят последние звёзды, этот процесс может, хотя и ненадолго, вернуть свет во Вселенную
Возьмём две (или более) звёзд и соединим их, и они породят одну, более массивную звезду. Даже когда останутся только более красные звёзды, от 0,7 до 0,8 солнечной массы, при слиянии они могут породить голубую звезду (1,5 солнечной массы), даже если их звёздное скопление слишком старое для того, чтобы там появлялись звёзды массой в 1,5 солнечной.
Голубые заблудшие звёзды часто встречаются в плотных участках шаровых скоплений, и демонстрируют, что даже после того, как все звёзды с массой порядка солнечной и выше уже сгорели, всё ещё будут появляться новые звёзды – просто благодаря гравитационному слиянию.
Главным событием астрономии многих источников будет слияние двух белых карликов, которые будут располагаться достаточно близко к Земле, чтобы мы смогли одновременно обнаружить нейтрино, свет и гравитационные волны. Известно, что такие объекты порождают сверхновые типа Ia.
Зарегистрируйтесь с промокодом в системе каршеринга, и на ваш счёт зачислят бонусы.
| YouDrive и YouDrive lite | a8Yh6e |
| BelkaCar | TMGA3338 |
Оплатите подписку, и реклама отключится
Столкновения белых карликов. Допустим, обычная наша звезда из главной последовательности прожила свою жизнь, сожгла всё топливо, которое могла. Ядро остатка звезды стало белым карликом: такая судьба ждёт и наше Солнце. А затем, плавая в глубинах межзвёздного пространства, она столкнулась с другим белым карликом.
Столкновения белых карликов приводят к появлению сверхновых типа Ia, и возможно, принадлежат к самым распространённым способам появления этих катаклизмов. Когда это случается, в звёздах запускается неконтролируемая реакция синтеза, что выделяет огромное количество света и энергии, и полностью уничтожает обоих белых карликов, вызвавших это событие. Это один из тех типов столкновений, в которых уничтожаются оба столкнувшихся объекта.
Представление художника о слиянии двух нейтронных звёзд. Системы из двух нейтронных звёзд сближаются по спирали и сливаются, однако самую близкую из пар, которые мы обнаружили, такое слияние ждёт не ранее, чем через 100 млн лет. До этого момента LIGO, вероятно, найдёт ещё много таких.
Столкновения нейтронных звёзд. Нейтронные звёзды, порождённые звёздами ещё более массивными, чем те, что порождают белых карликов, часто существуют в системах из нескольких звёзд. Недавно мы наблюдали сближение по спирали и слияние двух нейтронных звёзд: событие под названием килоновая. В данном случае излучается огромный импульс энергии, а также довольно большая порция массы. Событие, отмеченное в 2017 году, стало первым, когда мы смогли наблюдать за таким объектом как в гравитационных волнах, так и в электромагнитном диапазоне.
Массы звёздных остатков можно измерять разными способами. На графике показаны массы чёрных дыр, обнаруженных при помощи наблюдения в электромагнитном диапазоне (пурпурные); чёрные дыры, обнаруженные по гравитационным дырам (синие); нейтронные звёзды, обнаруженные в электромагнитном диапазоне (жёлтые); массы нейтронных звёзд, слившихся в событии GW170817, которое мы наблюдали в гравитационных волнах (оранжевые). В результате слияния на краткое время появилась нейтронная звезда, быстро превратившаяся в чёрную дыру.
При слиянии двух нейтронных звёзд в одну они либо:
В ближайшие годы и десятилетия мы надеемся увидеть множество таких событий, чтобы ещё улучшить точность данных.
Слияние двух чёрных дыр сравнимой массы – такое, какое наблюдали при помощи LIGO. В центрах некоторых галактик могут существовать сверхмассивные двойные чёрные дыры, и они выдадут сигнал куда как более сильный, чем изображённый здесь.
Столкновения чёрных дыр. При слиянии чёрной дыры с чёрной дырой получится ещё более массивная ЧД. Но есть подвох: порядка 5% их массы потеряется. В первом наблюдаемом нами слиянии участвовала ЧД 36 солнечных масс и ЧД 29 солнечных масс. Однако они породили ЧД с массой в 62 солнечных. Порядка трёх солнечных масс просто пропало.
Куда они делись? Они были испущены в виде гравитационного излучения: гравитационных волн, которые LIGO обнаружил на расстоянии в миллиард световых лет. В течение небольшого периода времени, длящегося меньше секунды, две сливающихся ЧД могут испустить больше энергии в наблюдаемую Вселенную, чем все существующие внутри неё звёзды в сумме.
Обсерватория LIGO в Хэнфорде в штате Вашингтон, улавливающая гравитационные волны – один из трёх работающих в унисон детекторов, совместно с тем, что расположен в Ливингстоне в Лос-Анджелесе, и с детектором VIRGO в Италии.
Ожидается существование и других столкновений – ЧД с нейтронной звездой, нейтронной звезды с белым карликом, нейтронной звезды с нормальной звездой и даже чёрной дыры с нормальной звездой. Активные галактики или микроквазары могут быть порождены чёрной дырой, пожирающей звезду или облако газа. Нам ещё предстоит засечь подобные события, хотя мы уже нашли кандидата на звание объекта Торна — Житков: красного гиганта, в качестве ядра которого выступает нейтронная звезда. Космос, возможно, и весьма велик, но он далеко не пуст. Особенно внутри галактик и шаровых скоплений плотность планет, звёзд и звёздных остатков огромна, и столкновения, подобные описанным, там неизбежны. И к каким бы последствиям они не приводили, нам предстоит это выяснить!
PS: бонус для любителей праздника Helloween – Итан Сигель в костюме телескопа Джеймс Уэбб:
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.