Телескопы «Уэбб» и ALMA впервые зафиксировали зарождение планет вокруг далекой звезды

Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и радиотелескопа Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка (ALMA) в реальном времени стали свидетелями самых ранних стадий формирования планет вокруг протозвезды HOPS-315.

Об этом сообщает издание Последние события со ссылкой на пресс-релиз Европейской южной обсерватории (ESO).

Исследователи, стоящие за этим открытием, считают, что наблюдение за зарождением планетной системы HOPS-315 вокруг протозвезды, находящейся на расстоянии 1300 световых лет от Земли, улучшит существующие модели формирования планет, а также может пролить свет на самые ранние стадии развития нашей Солнечной системы.

«Впервые мы определили самый первый момент, когда начинается формирование планет вокруг звезды, отличной от нашего Солнца», — говорит Мелисса Макклюр, профессор Лейденского университета в Нидерландах и главный автор работы, в которой описаны выводы команды.

Большинство астрономов сходятся во мнении, что планетные системы на самых ранних этапах своего развития образуют протопланетный диск из материи вокруг центральной протозвезды (молодой звезды). По мере сгущения этого материала начинают формироваться протопланеты, которые в конечном итоге образуют планеты, спутники и другие объекты Солнечной системы, такие как кометы и метеориты.

Хотя ученые не могут вернуться в прошлое, чтобы наблюдать за формированием планет вокруг нашего молодого Солнца, материал из его протопланетного диска, включая первый твердый материал, из которого происходили первые стадии формирования Земли, можно найти внутри древних метеоритов. Анализируя возраст этих космических камней, астрономы определили, когда были посеяны первые семена формирования планет в нашей Солнечной системе.

Например, кристаллический материал, найденный внутри таких метеоритов, содержит монооксид кремния (SiO), который конденсируется под воздействием высоких температур, таких как те, которые наблюдаются в протопланетных дисках. Образовавшиеся твердые материалы соединяются между собой, как снежный ком, и в конечном итоге образуют объект планетной системы, такой как планета.

По словам Макклюр, ученые уже давно знают, что планетезимали, образованные в результате сбора этих твердых материалов, «должны образовываться раньше, на более ранних стадиях». Однако астрономы наблюдали только протопланетные диски с массивными новорожденными газовыми гигантами, такими как Юпитер, которые уже были сформированы. Теперь команда утверждает, что наконец стала свидетелем создания первых частиц горячих минералов, образующих планеты, которые только начинают затвердевать.

«Этот процесс никогда ранее не наблюдался в протопланетных дисках — или где-либо за пределами нашей Солнечной системы», — говорит соавтор Эдвин Бергин, профессор Мичиганского университета в США.

Первые признаки того, что кристаллические минералы SiO присутствовали вокруг молодой звезды в газообразном состоянии, были обнаружены космическим телескопом Джеймса Уэбба. Данные также свидетельствовали о том, что минералы только начинали затвердевать.

Чтобы сузить местоположение сигналов SiO, команда собрала наблюдения системы с помощью ALMA. Сравнив данные JWST с ALMA, команда определила, что сигналы исходят из области диска вокруг HOPS-315. Логан Фрэнсис, докторант Лейденского университета и соавтор исследования, отметил очень интересную схожесть этого места с нашей Солнечной системой.

«Мы действительно видим эти минералы в той же локации в этой внесолнечной системе, где мы видим их в астероидах Солнечной системы», — сказал он.

Исследовательская команда заявила, что поскольку HOPS-315 является аналогом зарождающегося Солнца, наблюдение за первыми этапами формирования планет вокруг него дает редкую возможность заглянуть в процессы, которые, возможно, создали нашу собственную планетную систему.

«Мы видим систему, которая похожа на нашу Солнечную систему, когда она только начинала формироваться», — сказала соавтор исследования Мерел ван 'т Хофф, профессор Университета Пердью, сравнивая их выводы с изображением молодой Солнечной системы. «Эта система является одной из лучших, которые мы знаем, для исследования некоторых процессов, происходивших в нашей Солнечной системе».

Астроном ESO и европейский менеджер программы ALMA Элизабет Хамфрис, которая не участвовала в исследовании, сказала, что она впечатлена выводами команды, а также считает, что они могут предоставить ранее недоступные сведения о формировании нашей Солнечной системы.

«Этот результат подчеркивает объединенную силу JWST и ALMA для исследования протопланетных дисков», — добавила Хамфрис.