Astronomowie zobaczyli sam początek narodzin układu planetarnego

Międzynarodowy zespół naukowców zaobserwował moment, w którym wokół jednej z gwiazd zaczęły powstawać planety, a dokładniej - materiał do ich budowy. Wykorzystano Teleskop Webba oraz sieć radioteleskopów ALMA. O odkryciu poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), wyniki opublikowano w "Nature".

"Po raz pierwszy zidentyfikowaliśmy najwcześniejszy moment, w którym rozpoczyna się powstawanie planet wokół gwiazdy innej niż Słońce" - wskazała Melissa McClure, profesor na Uniwersytecie w Lejdzie w Holandii, pierwsza autorka artykułu opublikowanego w środę w "Nature", cytowana w materiałach prasowych.

Naukowcy zbadali system protoplanetarny rodzący się wokół HOPS-315, która jest protogwiazdą (bardzo wczesny etap ewolucji gwiazdy), oddaloną od nas o 1300 lat świetlnych. Wokół takich bardzo młodych gwiazd astronomowie często obserwują dyski złożone z pyłu i gazu, tzw. dyski protoplanetarne, a czasami nawet niedawno narodzone w nich planety. Jednak do tej pory nie sięgnięto do aż tak wczesnego etapu, jak w przypadku HOPS-315.

O historii Układu Słonecznego możemy dowiedzieć się m.in. dzięki badaniu meteorytów. Naukowcy badają pierwotny materiał skalny w nich zawarty, aby określić czas, kiedy zaczął się formować Układ Słoneczny. W tego typu meteorytach znajdują się krystaliczne minerały z tlenkiem krzemu (SiO), które mogą kondensować w ekstremalnie wysokich temperaturach, występujących w dyskach protoplanetarnych. Potem, wraz z upływem czasu, te małe drobiny w stanie stałym łączą się ze sobą, rośnie ich wielkość i masa, tworzą się tzw. planetozymale (ciała podobne do planetoid), z których potem powstają planety.

W przypadku Układu Słonecznego pierwsze planetozymale o kilometrowych rozmiarach powstały krótko po kondensacji minerałów krzemianowych. W nowych obserwacjach dysku wokół gwiazdy HOPS-315 znaleziono dowód, że minerały te zaczęły właśnie kondensować. Tlenek krzemu występuje w dysku zarówno w stanie gazowym, jak i w stanie stałym w minerałach, co sugeruje, że obserwujemy właśnie początek krzepnięcia ziaren, z których potem powstaną planety.

Minerały te najpierw zidentyfikowano przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Następnie astronomowie użyli zespołu radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), aby określić, gdzie dokładnie znajdują się minerały. Udało się ustalić, iż sygnatury (linie absorpcyjne) od tlenku krzemu pochodzą z obszaru w dysku wokół gwiazdy odpowiadającego pasowi planetoid w Układzie Słonecznym. Dzięki temu, badając układ HOPS-315 będzie można też dowiedzieć się więcej o początkach naszego układu planetarnego.

Teleskop Webba to misja NASA, przeprowadzana wspólnie z Europejską Agencją Kosmiczną oraz Kanadyjską Agencją Kosmiczną. Z kolei ALMA to globalny projekt, w który zaangażowane są Europa, Ameryka Północna i Azja Wschodnia. Europę (w tym Polskę) reprezentuje w nim Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO). Teleskopy ALMA znajdują się na pustyni Atakama w Chile.