Kaks Maa-suurust maailma põrkuvad. Nende rusud võivad särada nagu täht

Kuidas panna kiviplaneet tähe moodi särama?

Bristoli ülikooli teadlane Lucy Taylor ja tema kolleegid modelleerisid kahe peaaegu ühesuguse taevakeha kokkupõrget. Mõlemad olid ligikaudu Maa raadiusega, kuid veidi kergemad: kummagi mass moodustas umbes 90 protsenti Maa omast. Nagu Maal, oli neil rauast tuum ja kivimitest vahevöö.

Kehad tabasid teineteist viltuse nurga all, kiirusega umbes 10,6 kilomeetrit sekundis.

Sellise löögi puhul ei käitu kivim enam nii, nagu me igapäevaelust ootame. Osa sellest võib aurustuda. Osa kuumast ainest paiskub eemale nii hoogsalt, et kokkupõrkes alles jäänud keha külgetõmme ei suuda seda enam kinni hoida.

Simulatsioonis ulatus kiirgav piirkond esimese ööpäeva lõpuks sadade Maa raadiuste kaugusele.

Just siin peitubki näiliselt uskumatu tulemuse võti: helendama ei jää üksnes planeedi pind, vaid tohutu paisuv ainepilv. Nii suurelt pinnalt võib kokku väljuda väikese tähega võrreldav kiirgus.

Planeedirusudest ei sünni siiski päris tähte. Neis ei käivitu tähte käigus hoidev tuumasüntees. Helendab kokkupõrkes kuumaks köetud aine.

Kõige võimsam vaatepilt jääks silmale nähtamatuks

Pilv ei meenutaks ühtlast hõõguvat palli. Arvutustes eristusid kuumemad aurujoad ja jahedam taust. Aurust tekkinud piisad takistasid omakorda valguse väljapääsu.

Pilve kiirgava pinna efektiivne temperatuur — selle soojuskiirgust tervikuna kirjeldav näitaja — jäi umbes 1700–2700 Celsiuse kraadi vahele. Temperatuuri ja kiirgusvõimsuse poolest sarnanes see punase kääbustähega, Päikesest väiksema ja jahedama tähega.

Ent inimsilmale jääks kõige tugevam kiirgus nähtamatuks. Selle tipp asuks lähiinfrapunas, nähtavast punasest valgusest pikematel lainepikkustel.

Seega pole küsimus ainult selles, kas kusagil süttib uus hele täpp. Astronoomid peavad teadma, millist signaali otsida.

Otsustav saladus peitub pilve servas

Uuringu kõige olulisem uuendus polegi kokkupõrge ise, vaid viis, kuidas teadlased arvutasid selle järel tekkiva pilve kiirgust.

Probleem on petlikult lihtne: kust pääseb valgus välja?

Pilve sisemuses tekkiv kiirgus ei pruugi otse kosmosesse jõuda. Selle teele jääv aine võib väljapääsu takistada. Nähtava helenduse määravad seetõttu suuresti pilve hõredad väliskihid — just need piirkonnad, mida on arvutimudelis keeruline täpselt jälgida.

Taylor ja kolleegid töötlesid simulatsiooniandmeid täiendavalt, et hinnata realistlikumalt nende kihtide tihedust ja temperatuuri ning leida pind, kust kiirgus välja pääseb.

Eri täpsusega arvutused andsid läbivalt suure ja kuuma kiirgava piirkonna. Selle täpne heledus aga muutus.

Helendus on seega paljulubav ennustus, mitte veel kindlaks määratud heledusega kosmiline majakas.

Kas teleskoobid suudavad tabada maailmade kokkupõrke?

Autorite hinnangul võiksid selliseid sündmusi märgata taevaülevaated, mis vaatlevad suuri taevapiirkondi kiiresti üha uuesti. Ühe võimalusena nimetavad nad Vera C. Rubini observatooriumi taevaülevaadet.

Kuid enne tuleb lahendada mitu suurt küsimust.

ArXivi eeltrükina avaldatud uuring käsitleb ainult üht kokkupõrkeolukorda. Tähega tehtud kiirgusvõrdlus põhineb ühel vaatesuunal, mitte pilvest igas suunas väljuva energia täielikul arvutusel. Samuti ei selgu tööst, kui sageli selliseid kokkupõrkeid juhtub või kui paljud neist teleskoobiandmetes äratuntavad oleksid.

Kõige tähtsam ajaline piirang on aga järgmine: mudel ei arvesta aine jahtumist kiirguse kaudu ega auru ja piiskade võimalikku erinevat liikumist. Seetõttu ei saa esimese ööpäeva tulemusi usaldusväärselt kaugemale pikendada.

Me ei tea veel, kui kaua see tähelaadne helendus kestaks.

Ometi on võimalik võit suur. Planeetide kujunemise mudelid annavad hiiglaslikele kokkupõrgetele erineva rolli. Värskete kokkupõrgete leidmine aitaks kontrollida, kui sageli maailmad kasvamise käigus üksteisele otsa põrkavad.

Nii võiks üks kauge kuum helendus jutustada palju enamat kui loo hävingust. See võiks näidata, millise vägivallaga planeete ehitatakse.