Allereerste nagloed van een enorme planetaire botsing gezien

26 oktober 2023

Een toevallige post op sociale media van een amateurastronoom met arendsogen leidde tot de ontdekking van een explosieve botsing tussen twee reuzenplaneten, in een ver ruimtesysteem op 1.800 lichtjaar afstand van de planeet aarde.

Dit is een artistieke impressie van het enorme, gloeiende planetaire lichaam als gevolg van een planetaire botsing. Op de voorgrond vliegen fragmenten van ijs en gesteente weg van de botsing

De studie, gepubliceerd in Nature, meldt de waarneming van twee ijsreuzen exoplaneten die rond een zonachtige ster botsen, waardoor een gloed van licht en stofpluimen ontstaat. De bevindingen tonen de heldere hitte-nagloed van de botsing en de resulterende stofwolk, die voor de moederster bewoog en deze in de loop van de tijd dimde.

Het internationale team van astronomen werd gevormd nadat een liefhebber de lichtcurve van de ster had bekeken en iets vreemds had opgemerkt. Het toonde aan dat het systeem in helderheid verdubbelde op infrarode golflengten zo'n drie jaar voordat de ster begon te vervagen in zichtbaar licht.

Co-lead auteur Dr. Matthew Kenworthy, van de Universiteit Leiden, zei: "Om eerlijk te zijn, was deze observatie een complete verrassing voor mij. Toen we de zichtbare lichtcurve van deze ster oorspronkelijk deelden met andere astronomen, begonnen we hem te bekijken met een netwerk van andere telescopen.

**Bij de foto:** Computersimulaties tonen de mogelijke verschijning tijdens de botsing van twee ijzige reuzenplaneten. Het bovenste paneel toont het onderste halfrond van de botsende lichamen, met een doorsnede door de evenaar die de atmosfeer onthult, evenals de ijzige en rotsachtige lagen die door verschillende kleuren worden aangegeven. Het onderste paneel vertegenwoordigt dezelfde simulatie, met kleuren die de energieën van de betrokken materialen aangeven. Deze simulaties onthullen de generatie van intense hitte en heldere damp en bieden inzichten die wetenschappers kunnen helpen bij het begrijpen van de complexe lichtcurven van de ster ASASSN-21qj.
*Afbeelding credit: Jingyao Dou / Universiteit van Bristol*

Een astronoom wees er op sociale media op dat de ster meer dan duizend dagen voor de optische vervaging in het infrarood oplichtte. Ik wist toen dat dit een ongewone gebeurtenis was."

Het netwerk van professionele en amateurastronomen bestudeerde de ster intensief en volgde veranderingen in de helderheid van de ster in de komende twee jaar. De ster kreeg de naam ASASSN-21qj naar het netwerk van telescopen dat voor het eerst het vervagen van de ster op zichtbare golflengten detecteerde.

De onderzoekers concludeerden dat de meest waarschijnlijke verklaring is dat twee ijsreuzen botsten, waardoor de infraroodgloed werd geproduceerd die werd gedetecteerd door NASA's NEOWISE-missie, die een ruimtetelescoop gebruikt om op asteroïden en kometen te jagen.

Co-lead auteur Dr. Simon Lock, Research Fellow in Earth Sciences aan de Universiteit van Bristol, zei: "Onze berekeningen en computermodellen geven aan dat de temperatuur en grootte van het gloeiende materiaal, evenals de hoeveelheid tijd die de gloed heeft geduurd, consistent is met de botsing van twee ijsreuzen."

De resulterende uitdijende puinwolk van de inslag zou zo’n drie jaar later voor de ster trekken, waardoor de ster op zichtbare golflengten in helderheid afnam.
In de komende jaren zal de stofwolk naar verwachting langs de baan van het botsingsrestant beginnen uit te smeren, en een verklikkerverstrooiing van licht van deze wolk kan worden gedetecteerd met zowel telescopen op de grond als NASA's grootste telescoop in de ruimte, bekend als JWST.

De astronomen zijn van plan om nauwlettend in de gaten te houden wat er vervolgens in dit systeem gebeurt.

Co-auteur Dr. Zoe Leinhardt, universitair hoofddocent astrofysica aan de Universiteit van Bristol, voegde eraan toe: "Het zal fascinerend zijn om verdere ontwikkelingen te observeren. Uiteindelijk kan de massa materiaal rond het overblijfsel condenseren tot een gevolg van manen die rond deze nieuwe planeet zullen draaien.