Космос замер на старте: телескопы поймали момент, который раньше существовал только в теории

Астрономы впервые зафиксировали момент, с которого начинается формирование планетной системы. Наблюдения позволили увидеть, как вокруг молодой звезды зарождаются самые первые твёрдые частицы будущих планет. Учёные сравнивают это открытие с "детской фотографией" Солнечной системы. Об этом сообщает Popsci.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Формирование Солнечной системы

Рождение планет в прямом эфире

Международная группа исследователей наблюдала протозвезду HOPS-315, расположенную примерно в 1300 световых годах от Земли. Это так называемая "детская" звезда, вокруг которой уже сформировался протопланетный диск из газа и пыли — именно в таких структурах начинается формирование планетных систем.

Используя данные космического телескопа James Webb и радиотелескопа ALMA в Чили, астрономы обнаружили горячие минералы, которые только начинают переходить из газообразного состояния в твёрдое. Именно эти микроскопические частицы считаются исходным строительным материалом для будущих планет.

"Впервые нам удалось зафиксировать самый ранний момент начала формирования планет у звезды, отличной от Солнца", — отметила соавтор исследования, астроном Лейденского университета Мелисса МакКлюр.

Почему это открытие уникально

Ранее учёные наблюдали уже сформировавшиеся протопланетные диски с крупными молодыми планетами, похожими на Юпитер. Однако стадия, когда первые минералы только начинают кристаллизоваться, оставалась недоступной для прямых наблюдений.

В случае HOPS-315 исследователи увидели газообразный оксид кремния, который одновременно присутствует и в виде кристаллических минералов. Это указывает на самый начальный этап конденсации — момент, когда газ буквально "застывает", превращаясь в твёрдое вещество.

"Этот процесс никогда ранее не наблюдался ни в одном протопланетном диске за пределами Солнечной системы", — подчеркнул астроном Мичиганского университета Эдвин Бергин.

Параллели с нашей Солнечной системой

В Солнечной системе следы первых твёрдых материалов сохранились в древних метеоритах. Эти породы содержат кристаллические силикаты, сформировавшиеся при экстремально высоких температурах на ранних этапах эволюции диска вокруг Солнца.

Со временем такие частицы слипались, образуя планетезимали — тела размером от сотен метров до километров, из которых впоследствии выросли планеты, включая Землю и ядро Юпитера. Подобные процессы давно изучаются в контексте ранней истории Солнечной системы.

Наблюдения показали, что в системе HOPS-315 аналогичные минералы формируются в зоне, сопоставимой с поясом астероидов в нашей Солнечной системе.

"Мы видим эти минералы в том же месте экзопланетной системы, где находим их в астероидах у нас", — пояснил астрофизик Лейденского университета Логан Фрэнсис.

Роль телескопов JWST и ALMA

James Webb позволил выявить химические сигнатуры горячих минералов, а ALMA — точно определить, откуда именно в диске исходит излучение. Совмещение данных двух обсерваторий дало редкую возможность буквально "поймать" момент рождения планетного материала.

Учёные установили, что сигнал исходит из компактной области диска, где условия максимально близки к тем, при которых формировались первые твёрдые тела в Солнечной системе.

Почему HOPS-315 важна для науки

Система HOPS-315 стала одной из лучших естественных лабораторий для изучения ранних этапов планетообразования. Она позволяет исследовать процессы, которые происходили в нашей Солнечной системе более 4,5 миллиарда лет назад.

По мнению исследователей, подобные наблюдения помогут понять, как формируются планетные системы по всей галактике и какие условия необходимы для появления каменистых планет.

Популярные вопросы о рождении планетных систем

Что именно удалось увидеть астрономам?
Самый ранний этап — начало кристаллизации горячих минералов в протопланетном диске.

Почему это сравнивают с "детской фотографией" Солнечной системы?
Потому что процесс почти идентичен тому, что происходил при формировании нашей системы.

Насколько далеко находится HOPS-315?
Примерно в 1300 световых годах от Земли.