Астрономи вперше стали свідками зародження нової планетної системи

Міжнародні дослідники вперше визначили момент, коли навколо зорі за межами Сонячної системи почали формуватися планети.

Про це повідомляють в Європейській південній обсерваторії (ESO), передають OstanniPodii.com.

За допомогою Атакамської великої міліметрової/субміліметрової решітки (ALMA) та космічного телескопа Джеймса Вебба дослідники спостерігали за утворенням перших частинок матеріалу, з якого формуються планети, — гарячих мінералів, що тільки починають тверднути.

Як зазначають в ESO, це відкриття є першим випадком виявлення планетної системи на такому ранньому етапі її формування та відкриває вікно в минуле нашої Сонячної системи.

«Вперше ми визначили найраніший момент, коли починається формування планет навколо зорі, відмінної від нашого Сонця», — каже Мелісса Макклюр, професорка Лейденського університету в Нідерландах і головна авторка нового дослідження, опублікованого 16 липня в журналі Nature.

Співавторка дослідження Мерел ван ′т Хофф, професорка Університету Пердью в США, порівнює їхні висновки з «зображенням молодої Сонячної системи», кажучи, що «ми бачимо систему, яка виглядає так, як виглядала наша Сонячна система, коли вона тільки починала формуватися».

Ця новонароджена планетна система виникає навколо HOPS-315, «прото» або молодої зорі, яка знаходиться на відстані близько 1300 світлових років від нас та є аналогом зароджуваного Сонця. Навколо таких молодих зірок астрономи часто бачать диски з газу й пилу, відомі як «протопланетні диски», які є місцями народження нових планет. Хоча астрономи раніше бачили молоді диски, що містять новонароджені масивні планети, схожі на Юпітер, Макклюр каже: «Ми завжди знали, що перші тверді частини планет, або «планетезималі», повинні утворюватися раніше, на більш ранніх стадіях».

У нашій Сонячній системі найперший твердий матеріал, що ущільнився поблизу нинішнього місця розташування Землі навколо Сонця, знайдено в стародавніх метеоритах. Астрономи визначають вік цих первинних порід, щоб встановити, коли почався процес формування нашої Сонячної системи. Такі метеорити містять кристалічні мінерали з оксидом кремнію (SiO) і можуть ущільнюватися за надзвичайно високих температур, що панують у молодих планетних дисках. З часом ці новоутворені тверді речовини з′єднуються, закладаючи основу для формування планет, оскільки вони збільшуються в розмірах і масі. Перші планетезималі розміром в кілометр у Сонячній системі, які виросли й стали планетами, такими як Земля або ядро Юпітера, утворилися відразу після конденсації цих кристалічних мінералів.

Завдяки своєму новому відкриттю астрономи знайшли докази того, що ці гарячі мінерали починають конденсуватися в диску навколо HOPS-315. Їхні результати показують, що SiO присутній навколо молодої зорі в газоподібному стані, а також у цих кристалічних мінералах, що свідчить про те, що він тільки починає тверднути. «Цей процес ніколи раніше не спостерігався в протопланетних дисках — або де-небудь за межами нашої Сонячної системи», — каже співавтор Едвін Бергін, професор Мічиганського університету в США.

Ці мінерали були вперше ідентифіковані за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, спільного проєкту космічних агентств США, Європи та Канади. Щоб з′ясувати, звідки саме надходили сигнали, команда спостерігала за системою за допомогою радіотелескопа ALMA, який експлуатує ESO разом з міжнародними партнерами в чилійській пустелі Атакама.

За допомогою цих даних команда визначила, що хімічні сигнали надходили з невеликої області диска навколо зорі, еквівалентної орбіті поясу астероїдів навколо Сонця. «Ми дійсно бачимо ці мінерали в тій самій локації в цій позасонячній системі, де ми бачимо їх в астероїдах Сонячної системи», — каже співавтор Логан Френсіс, докторант Лейденського університету.

Завдяки цьому диск HOPS-315 є чудовим аналогом для вивчення нашої власної космічної історії. Як каже ван ′т Хофф, «ця система є однією з найкращих, які ми знаємо, для дослідження деяких процесів, що відбувалися в нашій Сонячній системі». Вона також надає астрономам нову можливість вивчати раннє формування планет, замінюючи собою новонароджені планетні системи по всій галактиці.

Це дослідження було представлене в статті «Виявлено рефрактерну тверду конденсацію у вбудованому протопланетному диску» (doi:10.1038/s41586-025-09163-z) в журналі Nature.

• телескоп Вебба
• ALMA
• планетоутворення