Analiza spektara 21 prašnjavog sustava povezuje minerale s mogućim sudarima tijela veličine Mjeseca i Marsa. Procjene se temelje na sastavu krhotina i modelima, bez izravnog opažanja tih tijela.
Sudar dvaju velikih stjenovitih tijela može dio stijena pretvoriti u paru. Materijal se zatim širi i pri hlađenju kondenzira u sitna zrnca prašine. Oko udaljenih zvijezda upravo bi sastav te prašine mogao otkriti kakav se sudar dogodio, iako sama tijela astronomi ne mogu izravno proučiti.
Istraživanje koje su NASA i ESA predstavile 1. listopada 2026. uspoređuje 21 zvjezdani sustav s neuobičajeno velikom količinom tople prašine. Razlike u mineralima povezuje s različitim vrstama udara, uključujući moguće sudare planetarnih embrija približne veličine Marsa.
Astronomi moguće posljedice sudara rekonstruiraju iz svjetlosti koju emitira prašina, uspoređujući je s laboratorijskim mjerenjima i modelima. Takvi tragovi omogućuju istraživanje procesa koji su oblikovali i ranu Zemlju.
Topla prašina blizu zvijezde
Mlade zvijezde okružuju diskovi plina i prašine iz kojih nastaju planeti. Nakon raspršivanja većeg dijela plina sudari preostalih tijela stvaraju novi materijal. Takve kasnije strukture astronomi nazivaju diskovima krhotina.
U ovom radu proučavana je rijetka skupina posebno prašnjavih diskova. Njihova se topla prašina nalazi blizu zvijezda, na udaljenostima usporedivima s područjem stjenovitih planeta našeg Sunčeva sustava. Infracrveni sjaj može im se nepravilno mijenjati.
Tim koji je vodila Kate Su iz Space Science Institutea povezao je spektre 16 sustava opaženih Webbom i pet iz arhive umirovljenog teleskopa Spitzer. Za dvanaest sustava Webb je prvi put zabilježio spektre u srednjem infracrvenom području, dok su za četiri već postojala Spitzerova opažanja. NASA-in prikaz objašnjava kako je prošireni uzorak omogućio usporedbu njihove mineralne građe.
Sastav zrnaca čita se iz spektra
Spektrograf Webbova instrumenta MIRI razdvaja pristiglu svjetlost prema valnim duljinama. Topla prašina emitira zračenje u srednjem infracrvenom području, a minerali stvaraju karakteristična obilježja u spektru.
Spektar nije fotografija površine. To je niz mjerenja intenziteta svjetlosti. Vrh na određenoj valnoj duljini može pomoći prepoznati materijal koji je toliko daleko da njegovo zrnce ne možemo prikupiti.
Više minerala može pridonijeti istom obilježju, pa zaključak zahtijeva usporedbu s modelima. U radu prihvaćenom za objavu i dostupnom na arXivu autori opisuju kako su iz mjerenja izdvojili doprinos zvijezde. Zatim su tražili mineralna obilježja koja se ističu iznad procijenjene kontinuirane emisije prašine. Analiza minerala usmjerena je na obilježje oko deset mikrometara, uz provjeru prema laboratorijskim materijalima.
Dvije skupine mogućih udara
Uzorak su podijelili na diskove razmjerno bogate silicijevim dioksidom i one u kojima ga ima manje. Silicijev dioksid nalazimo i u zemaljskom vulkanskom staklu, dok je forsterit kristalni silikat poznat i iz nekih zelenih pijesaka.
Prema ESA-inu objašnjenju rezultata, prašina bogata silicijevim dioksidom odgovara scenariju vrlo energičnih sudara tijela veličine Marsa, pri kojima znatan dio stijene prelazi u paru. Druga skupina povezuje se s manje energičnim udarima manjih tijela, približno veličine Mjeseca, uključujući okrznuća.
Procjene veličine dolaze iz tumačenja kemije krhotina. Tijela nisu izravno razlučena. Prašina u svakom disku sadrži mješavinu minerala, a podjela se temelji na razmjernoj zastupljenosti silicijeva dioksida.
Zašto je važan Mjesec
Vodeće objašnjenje nastanka Mjeseca uključuje veliki udar u ranu Zemlju. Uzorci Apolla, orbitalni podaci i simulacije pomažu rekonstruirati kako je taj događaj mogao izgledati. Webb dodaje udaljene usporedne primjere procesa čije posljedice u našem sustavu proučavamo u stijenama.
Diskovi bogati silicijevim dioksidom u uzorku pronađeni su samo oko zvijezda mlađih od približno 300 milijuna godina. To odgovara razdoblju intenzivnog nastanka stjenovitih planeta. No samo su tri sustava bila starija od te granice, što ograničava zaključke o kasnijim razdobljima. Miješani minerali i struktura zrnaca dodatno otežavaju tumačenje spektra.
Rad je kao prihvaćeni preprint bio dostupan već u srpnju 2026., prije listopadskih objava svemirskih agencija. Veći broj opaženih sustava omogućio bi provjeru predložene veze između njihove starosti i sastava prašine. Mineralni tragovi zasad pomažu razlikovati moguće ishode udara koji oblikuju ili razaraju stjenovita tijela.
