За първи път науката е уловила точния момент, в който планетарна система започва да се формира извън непосредствената ни среда. Международен екип от астрономи, използвайки едни от най-модерните телескопи в света, успя да наблюдава ранния процес, чрез който планетите се появяват около все още млада звезда. Благодарение на сътрудничеството между космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) и радиотелескопа ALMA, това откритие хвърля светлина върху произхода както на далечни системи, така и на нашата собствена.
Откритието е направено около звездата HOPS-315, разположена на около 1.300 светлинни години разстояние в молекулярния облак Орион Б. Там изследователите са успели да различат първите признаци на появата на твърди минерали – съществена трансформация за създаването на планети – в протопланетарния диск, обграждащ младата звезда. Това наблюдение представлява един вид моментна снимка на нашата „бебешка слънчева система“, както обясняват авторите, тъй като възпроизвежда в малък мащаб механизмите, които са дали началото на Земята и нейните спътници преди милиарди години.
Авангардната технология на Джеймс Уеб и ALMA е от решаващо значение да открие и анализира тези първи стъпки в планетарната еволюция. От една страна, Уеб е идентифицирал както силициев оксид (SiO2) в газообразно състояние, така и неговата прогресивна кондензация в кристали – ясен знак, че газът започва да се трансформира в твърди минерали, основата на всяка скалиста планета. От друга страна, ALMA е успял пространствено да локализира тези сигнали точно в региона близо до звездата, където, според теоретичните модели, биха започнали да се появяват бъдещи светове.
Естествена лаборатория за разбиране на Слънчевата система
Най-значимият аспект на това откритие се крие в директния паралел между HOPS-315 и произхода на самата слънчева система. Първите твърди скали са открити в ивица от протопланетарния диск, сравнима с разстоянието между Марс и Юпитер, районът на сегашния астероиден пояс, където са запазени най-старите минерали в земните метеорити. Изследователи са открили съединения като форстерит и енстатит, изключително топлоустойчиви минерали, които се образуват само при високи температури, над 1.300 градуса по Келвин.
Тези условия възпроизвеждат почти точно онези, които са преобладавали през първите сто хиляди години от еволюцията на Слънчевата система.Според експерти, наблюдението им сега извън нашата звездна среда потвърждава много от моделите, изведени преди това само от космически фосилни останки: примитивни метеорити. Заснетият процес показва как горещият газ във вътрешната област на диска се кондензира в твърди зърна, които по-късно могат да нараснат, за да образуват планетезимали - градивните елементи, от които ще се родят планети като Земята или ядрото на Юпитер.
Досега доказателствата за началото на формирането на планетите се ограничаваха до индиректни анализи на метеорити и кухини във вече добре развити дискове. Сега, възможността да станем свидетели на началния момент „в реално време“ представлява много важен напредък за разбирането на космическата история.
Минерали, екстремни температури и „пещта“, където се раждат планетите
Спектроскопски анализ на диска около HOPS-315 разкри съществуването на истинска „зона на фурната“, където температурата е достатъчно висока, за да превърне междузвездния прах в пара и след това да го кондензира в малки кристали, устойчиви на екстремни температури.
Сред идентифицираните материали са силициев оксид, форстерит и енстатит, съединения, подобни на много от минералите, които изграждат земната кора и мантия. Това са „семена“, от които по-големи частици ще започнат да се групират заедно в процес, който ще доведе, в продължение на стотици хиляди години, до образуването на големи тела, първите планетозимали на новата планетарна система.
Експертите подчертават, че едновременното наличие на SiO2 в газообразно състояние и в твърди структури показва съвместното съществуване на двете фази., което е ясен знак, че процесът на втвърдяване е в ход. Освен това, проучванията показват, че това явление се случва в много специфична област на диска, подобна на астероидния пояс в Слънчевата система.
Възможност да се изследват мистериите на планетарния произход
Случаят с HOPS-315, според учените, Това отваря вратата към откриването дали механизмите, довели до появата на Слънчевата система, са често срещани и в други кътчета на галактиката. Или, напротив, ако има значителни разлики в началните стъпки на формирането на планетите. Възможността за директно сравняване на наблюдаваното в тази нова система с примитивни метеорити и записи от нашата среда представлява много важен напредък.
Откритието също така подчертава значението на международното сътрудничество и силата на новите астрономически инструменти, като например могъщия Джеймс Уеб и мрежата от радиотелескопи ALMA. С тези инструменти астрономите ще продължат да сканират Вселената за други млади системи, събирайки повече данни за това как се формират звездите и планетите.
Наблюденията на „раждането“ на планетите в HOPS-315 бележат важен етап в съвременната астрономия и служат като прозорец към миналото на нашата собствена слънчева система. Откритите сходства подсилват идеята, че съществуват универсални правила за формирането на планетарните системи, въпреки че остават много неизвестни. Всеки напредък ни доближава до разбирането на процеса, довел до създаването на Земята и другите планети, които ни съпътстват.
