Уявіть собі сцену, що розгортається в космосі, де народжується цілий всесвіт – зірка і її майбутні планети. Нещодавно вченим вдалося зафіксувати ці перші, драматичні моменти формування планетної системи, отримавши безпрецедентні дані про зародження світів. Це відкриття, немов застиглий у часі момент творення, дає нам можливість зазирнути в минуле нашої власної Сонячної системи і побачити, як мільярди років тому виникли Земля та інші планети.
Свідок космічної Колиски
На відстані близько 1400 світлових років Від Землі, в сузір’ї Стрільця, розташована молода зірка, що отримала назву HOPS 315. Подібно сонцю в юності, вона оточена хмарою охолоджуючого газу і найдрібнішими силікатними мінералами – будівельними блоками майбутніх Скелястих планет. Ці крихітні, але життєво важливі частинки, немов насіння майбутнього, конденсуються з газової туманності, сигналізуючи про початок формування планетарної системи, дивно схожою на нашу власну.
Перші кроки до планетарного танцю
“Ми дійсно стали свідками самого початку шляху формування планет, – захоплюється планетолог Лаура Шефер зі Стенфордського університету, яка не брала безпосередньої участі в дослідженні. – Ця хронологія появи ранніх, гарячих мінералів-ключ до розуміння того, як мільярди років тому формувалася наша Сонячна система.”
До цього моменту наші знання про перші етапи планетарного формування в основному базувалися на аналізі залишків метеоритів, своєрідних “капсул часу”, що дісталися нам з глибин космосу. Однак, найдавніші космічні камені, подібно розкопаним скарбів, містять лише фрагменти інформації. Астроном Мелісса Макклюр з Лейденського університету в Нідерландах проводить паралель: “у момент утворення цих мінералів, при дуже високих температурах, ніби запускаються годинник. Це ‘момент t = 0’, коли починається літопис нового світу.”
Космічні ясла і зародження Зоряних дисків
Цей процес формування зоряних систем відбувається не тільки навколо HOPS 315. Подібна активність спостерігається і поблизу інших молодих, гарячих зірок, прихованих в хмарах холодного газу і льоду. Гравітація нової зірки, немов могутній магніт, притягує до себе газ і пил, нагріваючи їх до екстремальних температур. Тверді частинки випаровуються, а потім гарячий матеріал формує обертається протопланетний диск – своєрідну космічну карусель, навколо якої, остигаючи, починають конденсуватися тверді частинки, даючи початок планеті. За словами Макклюр, саме в цих протопланетних дисках і зароджується життя світів.
Заглянувши в саме серце процесу
До недавнього часу, телескопи в основному фіксували ці протопланетні диски на більш пізніх стадіях розвитку, коли вони вже досить віддалені від зірки. Однак, попередні спостереження за HOPS 315 натякали на наявність гарячих мінералів поблизу зірки, що стало справжнім ключем до відкриття. “Ми бачили натяки, але не могли точно визначити, що це за мінерали”, – зізнається Макклюр.
Використовуючи потужність космічного телескопа “Джеймс Вебб” і велику міліметрову/субміліметрову решітку Atacama в Чилі, команда дослідників змогла отримати безпрецедентно чітке зображення HOPS 315 і його околиць. Аналіз довжини хвиль світла, поглиненого і випромінюваного протопланетним диском, виявив наявність ряду цікавих мінералів і газу, розташованих на відстані, порівнянній з відстанню між Сонцем і астероїдним поясом у нашій власній Сонячній системі.
Елементи нового космосу
“Мінерали, виявлені навколо HOPS 315, дуже схожі на ті, що утворилися на самому початку формування нашої Сонячної системи”, – підкреслює Шефер. Зокрема, команда визначила температуру газоподібного монооксиду кремнію в районі 200°C, що свідчить про його відносно низькі температури порівняно з тими, при яких утворюються кристалічні силікатні мінерали. Комп’ютерне моделювання одного з таких мінералів, форстериту, показало, що його зерна дуже швидко злипаються і утворюють скупчення силікатних мінералів розміром з ніготь, що нагадують ті, що були виявлені в стародавніх метеоритах.
Нерозкриті таємниці
Цікаво, що струмінь газу, що виривається з протопланетного диска HOPS 315, містить менше кремнію та заліза, ніж очікувалося. Макклюр припускає, що гірські породи, багаті цими елементами і потенційно здатні породити Планети, можуть бути приховані від очей дослідників. Виявлені силікатні мінерали і монооксид кремнію можуть являти собою залишки від формування перших, препланетних скупчень.
Відлуння минулого
“Вчені вже давно підозрювали, що процес виробництва силікатів відбувається поблизу зароджуються зірок, – говорить космохімік Катаріна Лоддерс з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. – Підтвердження цієї гіпотези за допомогою спостережень-це неймовірно важливий крок вперед.”
Саме те, що ми бачимо навколо HOPS 315, дає нам унікальну можливість зазирнути в минуле нашої власної планети і побачити, як формувалися світи 4,6 мільярда років тому. Як підсумовує Лоддерс, ” формування планет – це універсальний процес. І те, що ми спостерігаємо навколо цієї молодої зірки, дає нам цінні підказки про те, як все відбувалося в нашій Сонячній системі.”
