Протозвездата HOPS-315 показа как една нова слънчева система израства от прахта

Удивително откритие разкрива началото на космическата еволюция.

Астрономите за първи път успяха да регистрират момента на възникване на планети около далечна звезда. С помощта на телескопа ALMA и космическия телескоп „Джеймс Уеб“ международен екип от изследователи откри в околностите на млада звезда първите следи от твърда материя – горещи минерали, които едва започват да кристализират. Откритието е първото доказателство за планетарна система, започнала да се формира на много ранен етап, и дава възможност да се надникне в далечното минало на нашата собствена Слънчева система.

Звездата, за която става дума, е HOPS-315, разположена на около 1300 светлинни години от Земята. Това е т.нар. протозвезда, която наподобява нашето Слънце в началния му стадий на развитие. Около такива обекти често се наблюдават дискове от газ и прах – именно в тях с течение на времето се раждат планетите. За първи път обаче учените успяха да регистрират момента, в който този диск започва да образува твърди частици, от които след това израстват планети.

Водещият автор на изследването, професорът в Лайденския университет Мелиса Макклур обяснява, че преди това астрономите са наблюдавали вече формирани млади газови гиганти, подобни на Юпитер. Но самият процес на поява на първите твърди тела – т.нар. планетисимали – е останал извън полезрението. Според нея именно тези тела са първите, които се образуват при зараждането на планетите, много преди появата на по-големите им събратя.

В Слънчевата система такива кристални минерали, най-вече съдържащи силициев оксид (SiO), са запазени в най-старите метеорити. Именно по тяхната възраст учените определят кога е започнало формирането на планетите в близост до нашето Слънце. Тези минерали първо се появяват в горещия газ, след това започват да се охлаждат и да стават твърди, а после се струпват в големи тела, които с течение на времето могат да се превърнат в планети като Земята или ядрото на Юпитер.

Сега изследователите разполагат с доказателства, че подобен процес протича и на други места във Вселената. Анализът на емисионния спектър на HOPS-315 показа наличието на силициев оксид както в газообразна форма, така и като част от твърди кристали. Това означава, че минералите тъкмо са започнали да се кондензират – точно в мястото на диска, което е със същия размер като астероидния пояс в нашата система.

За да потвърдят откритието, учените са комбинирали данните от телескопа „Джеймс Уеб“ и комплекса ALMA в чилийската пустиня Атакама. В началото Уеб регистрира сигналите от минералите, а след това ALMA позволи точно да се определи местоположението им в диска около звездата. Както отбелязва един от авторите, Логан Франсис от Лайденския университет, минералите се намират точно там, където са разположени астероидите в Слънчевата система.

Изследването е публикувано в списание Nature и разкрива възможност за нов поглед върху процесите, протекли в далечното минало на нашата звезда. Според участника в проекта, професор Мерел ван ‘т Хоф, наблюденията на HOPS-315 ни дават почти снимка на младата Слънчева система. Този обект се превърна в уникален аналог, благодарение на който можем да изучаваме раждането на планетите в другите части на Галактиката.

Дори учени, които не са участвали в изследването, оценяват високо неговата значимост. Представителят на Европейската южна обсерватория Елизабет Хъмфрис отбеляза, че комбинацията от JWST и ALMA позволява да се наблюдават такива фини процеси като зараждането на твърди частици в протопланетните дискове. И всичко това е в режим на истинска астрономическа археология.