Вчені зробили прорив, отримавши безпрецедентні дані про планетну систему в її ранніх етапах. Використовуючи потужність телескопів Джеймса Вебба та ALMA, вони спостерігали, як гарячі мінеральні кристали починають твердіти навколо молодої зірки під назвою HOPS-315, розташованої за 1300 світлових років. Це відкриття, немов відображене мить творення, відкриває вікно в минуле, дозволяючи зазирнути в ті часи, коли формувалася наша власна Сонячна система.
Унікальна можливість: зафіксовано початок формування планет
Міжнародна команда дослідників вперше зафіксувала найраніший момент, коли починається формування планет навколо зірки, що знаходиться за межами нашої Сонячної системи. Використовуючи дані, отримані за допомогою великого міліметрового/субміліметрового телескопа Atacama (ALMA), спільно з результатами космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), астрономи виявили перші свідчення зароджуються планетних будівельних блоків – крихітні вкраплення гарячих мінералів, які починають остигати і тверднути. Це відкриття знаменує собою найранішу стадію формування планетарної системи, коли-небудь зафіксовану, пропонуючи безцінний погляд на походження нашої власної Сонячної системи. Це як підглянути за самою тканиною світобудови, поки вона ще формується.
“Вперше ми можемо спостерігати, як починається формування планет навколо зірки, відмінної від нашого Сонця,”– коментує Мелісса Макклюр, професор Лейденського університету, провідний автор дослідження.“Це як побачити народження нової сім’ї зірок, де газовий пил поступово збирається в щільні планети.”
Співавтор Мерел ван’т Хофф порівнює це відкриття з фотографією молодої Сонячної системи.“Ми бачимо систему, яка виглядає так, як виглядала наша Сонячна система, коли вона тільки починала формуватися. Це як зазирнути в минуле і побачити, як народжувалися Земля та інші планети.”
HOPS-315: дзеркало нашої молодої Сонячної системи
Молода зірка HOPS-315, що знаходиться в центрі цього дивного відкриття, є протозіркою, аналогічною тому, як могло виглядати наше Сонце на самому початку свого існування. Вона оточена обертовим диском газу і пилу – протопланетним диском, в якому формуються планети. У той час як раніше астрономи спостерігали масивні планети, вже сформовані в подібних дисках, Макклюр підкреслює важливість спостереження за утворенням твердих будівельних блоків планет – планетезималей, які повинні утворитися раніше.
У нашій Сонячній системі перші тверді речовини, що утворилися поблизу нинішнього положення сонця, збереглися в древніх метеоритах. Ці кам’яні свідки минулого містять кристалічні мінерали, такі як монооксид кремнію (SiO), який може конденсуватися з газу при екстремальних температурах, характерних для молодих протопланетних дисків. З часом ці кристали злипаються, утворюючи планетезимали-сировину для формування планет. Подібно до того, як будівельні блоки складаються в будівлю, ці мінерали поступово об’єднуються, утворюючи планети, подібні до землі або ядра Юпітера.
Зародження твердих тіл: ключ до розуміння формування планет
Завдяки цьому новому відкриттю астрономи виявили докази того, що гарячі мінерали навколо HOPS-315 починають конденсуватися в диску. Результати показують, що SiO присутній у газоподібному стані, а також у складі кристалічних мінералів, що свідчить про те, що він тільки починає твердіти.“Цей процес ніколи раніше не спостерігався ні на протопланетному диску, ні де-небудь ще за межами нашої Сонячної системи,”– зазначає співавтор дослідження Едвін Бергін.
Для більш детального вивчення, дані були отримані за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, який є спільним проектом космічних агентств США, Європи і Канади. Отримані дані були згодом проаналізовані за допомогою alma, величезного телескопа, що експлуатується Європейською Південною обсерваторією (ESO) спільно з міжнародними партнерами в пустелі Атакама в Чилі.
Відлуння поясу астероїдів: паралелі з нашою сонячною системою
Використовуючи ці дані, команда визначила, що хімічні сигнали надходять з невеликої області диска навколо зірки, еквівалентної орбіті поясу астероїдів у нашій Сонячній системі.“Ми дійсно бачимо ці мінерали в тому ж місці в цій позасонячної системі, де ми бачимо їх в астероїдах Сонячної системи,”– каже співавтор Логан Френсіс.
Це робить диск HOPS-315 надзвичайно корисним для вивчення нашої власної космічної історії. Як каже Ван’т Хофф:“Ця система є однією з найкращих, які ми знаємо, для реального вивчення деяких процесів, що відбуваються в нашій Сонячній системі.”Це також надає астрономам унікальну можливість вивчити Раннє формування планет, відкриваючи абсолютно нові горизонти в розумінні космосу.
Спільні зусилля: телескопи відкривають нові можливості
Астроном ESO та керівник Європейської програми ALMA Елізабет Хамфріс зазначає:“Я була дійсно вражена цим дослідженням, яке показує дуже ранню стадію формування планет. Це говорить про те, що HOPS-315 може бути використаний для розуміння того, як сформувалася наша власна Сонячна система. Цей результат підкреслює спільну ефективність JWST та ALMA у дослідженні протопланетних дисків.”
Посилання:“Конденсація вогнетривких тіл, знайдена у вбудованому протопланетному диску” М. К. Макклюр, Мерел вант Хофф, Логан Френсіс, Едвін Бергін, В.Р. М. Роша, Дж. А. Штурм, Д. Гарсоно, Е. Ф. ван Дішук, Дж. Х. Блек, Дж. А. Нобл, Д. Касім та Е.Дартуа, 16 липня 2025 р., Природа.
До складу команди входять:М.К. Макклюр (лейденська обсерваторія, Лейденський університет, Нідерланди), м. Ван Хофф (Кафедра астрономії Мічиганського університету, Мічиган, США та Університет Пердью, Кафедра фізики та астрономії, Індіана, США), Л. Френсіс (Лейден), Едвін Бергін (Мічиган), в. р. М. Роша (Лейден), Дж. А. Штурм (Лейден), Д.Гарсоно (інститут астрономії фізичного факультету Національного Університету Цінхуа, Тайвань), Е. Ф. ван Дішук (Лейден), Дж. Х. Блек (технологічний університет Чалмерса, Департамент космосу, Землі та навколишнього середовища, космічна обсерваторія Онсала, Швеція), Дж. А. Нобл (Інститут фізики взаємодії іонів і молекул, CNRS, університет екс-Марселя, Франція), Д.Касим (південно-західний дослідницький інститут, Техас, США), Е. Дартуа (Інститут молекулярних наук Орсе, CNRS, Університет Париж-Сакле, Франція).
