Planeter är byggda under en lång period av massiva kollisioner mellan klippiga kroppar så stora som bergskedjor, meddelade astronomer idag.
Nya observationer från NASA: s Spitzer Space Telescope avslöjar förvånansvärt stora dammmoln runt flera stjärnor. Dessa moln blossade troligen upp när steniga, embryonala planeter krossade ihop. Jordens egen måne kan ha bildats från en sådan katastrof. Innan dessa nya resultat trodde astronomer planeter bildades under mindre kaotiska omständigheter.
"Det är en röra där ute," sade Dr George Rieke från University of Arizona, Tucson, första författaren till resultaten och en Spitzer-forskare. "Vi ser att planeterna har en lång, stenig väg att gå ner innan de blir fullvuxna."
Spitzer kunde se de dammiga efterdyningarna av dessa kollisioner med sin kraftfulla infraröda syn. När embryonala planeter, de steniga kärnorna i planeter som Jorden och Mars, kraschar ihop, tros de antingen smälta samman till en större planet eller splitter i bitar. Dammet som genereras av dessa händelser värms av värdstjärnan och lyser i det infraröda, där Spitzer kan se det.
Resultaten kommer att publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal. De speglar vad vi vet om bildandet av vårt eget planetsystem. Nya observationer från studier av vår måns slagkratrar avslöjar också ett turbulent tidigt solsystem. "Vår måne tog många våldsamma träffar när planeter redan började ta form," sade Rieke.
Enligt den mest populära teorin bildar steniga planeter något som snögubbar. De börjar runt unga stjärnor som små bollar i ett skivformat fält av tjockt damm. Sedan ackumuleras de gradvis mer massa genom klibbiga interaktioner med andra dammkorn. Så småningom tar bergstorlekar form, som ytterligare kolliderar för att göra planeter.
Tidigare såg astronomer att denna process skulle gå smidigt mot ett moget planetsystem över några miljoner till några tiotals miljoner år. Dammiga planetbildande skivor, förutspådde de, bör stadigt försvinna med åldern, med tillfälliga uppblåsningar från kollisioner mellan kvarvarande steniga kroppar.
Rieke och hans kollegor har observerat en mer varierad planetbildande miljö. De använde nya Spitzer-uppgifter, tillsammans med tidigare uppgifter från det gemensamma NASA, Storbritannien och Nederländernas infraröda astronomiska satellit och Europeiska rymdorganisationens infraröda rymdobservatorium. De letade efter dammiga skivor runt 266 närliggande stjärnor av liknande storlek, ungefär två till tre gånger solens massa och olika åldrar. 72 av dessa stjärnor befanns innehålla skivor, förmodligen innehållande planeter i olika utvecklingsstadier. Men istället för att se skivorna försvinna i äldre stjärnor, observerade astronomerna det motsatta i vissa fall.
"Vi trodde att unga stjärnor, ungefär en miljon år gamla, skulle ha större, ljusare skivor, och äldre stjärnor från 10 till 100 miljoner år skulle ha svagare," sade Rieke. "Men vi hittade några unga stjärnor som saknas skivor och några gamla stjärnor med massiva skivor."
Den här variationen innebär att planetbildande skivor kan kvävas av damm under skivans livstid, upp till hundratals miljoner år efter att värdstjärnan bildades. "Det enda sättet att producera så mycket damm som vi ser i dessa äldre stjärnor är genom stora kollisioner," sade Rieke.
Innan Spitzer hade bara några tiotal planetbildande skivor observerats runt stjärnor äldre än några miljoner år. Spitzers unikt känsliga infraröda vision gör det möjligt att känna den svaga värmen från tusentals skivor i olika åldrar. "Spitzer har öppnat en ny dörr till studien av skivor och planetarisk evolution", säger Dr Michael Werner, projektforskare för Spitzer vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
"Dessa spännande nya fynd ger oss nya insikter i processen för planetbildning, en process som ledde till jordens födelse och till liv", säger Dr. Anne Kinney, chef för universitetsdivisionen i Science Mission Directorate vid NASAs huvudkontor , Washington. "Spitzer förkroppsligar verkligen NASA: s uppdrag att utforska universum och leta efter livet," sade hon.
JPL förvaltar Spitzer Space Telescope för NASA: s Science Mission Directorate. Artistkoncept och ytterligare information om Spitzer Space Telescope finns på http://www.spitzer.caltech.edu.
Originalkälla: NASA / JPL News Release
