Астрономы впервые зафиксировали рождение планет вокруг молодой звезды в 1300 световых годах от Земли

На снимке: звезда HOPS-315, вокруг которой астрономы обнаружили признаки формирования планет. Изображение получено с помощью массива радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), партнёром которого является Европейская южная обсерватория (ESO). В сочетании с данными космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) эти наблюдения показывают, что горячие минералы начинают затвердевать. Оранжевым цветом обозначен монооксид углерода, уносимый звёздным ветром в форме бабочки. Синим — узкий поток монооксида кремния, также исходящий от звезды. Подобные газовые ветра и джеты характерны для молодых звёзд, таких как HOPS-315. Авторы: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al.

Международная группа исследователей впервые зафиксировала момент начала формирования планет вокруг звезды за пределами Солнечной системы. Используя телескоп ALMA (партнёром которого является ESO) и космический телескоп «Джеймс Уэбб», учёные наблюдали зарождение первых частиц материала для будущих планет — горячих минералов, только начинающих затвердевать. Это открытие стало первым случаем обнаружения планетной системы на столь ранней стадии формирования и позволяет заглянуть в прошлое нашей собственной Солнечной системы.

«Впервые мы смогли идентифицировать самый ранний момент начала формирования планет вокруг звезды, отличной от нашего Солнца», — заявила Мелисса Макклур, профессор Лейденского университета (Нидерланды) и ведущий автор исследования, опубликованного 16 июля в журнале Nature.

Соавтор работы, профессор Университета Пердью (США) Мерел ван 'т Хофф сравнила их открытие с «фотографией Солнечной системы в младенчестве», отметив: «Мы видим систему, которая выглядит так, как наша Солнечная система на самых ранних этапах своего формирования».

Эта новорождённая планетная система формируется вокруг звезды HOPS-315, расположенной в 1300 световых годах от нас и являющейся аналогом молодого Солнца. Вокруг таких звёзд астрономы часто наблюдают диски из газа и пыли, известные как «протопланетные диски» — места рождения новых планет. Хотя ранее учёные уже видели молодые диски с формирующимися массивными планетами типа Юпитера, Макклур поясняет: «Мы всегда знали, что первые твёрдые частицы планет, или „планетезимали“, должны формироваться гораздо раньше».

В нашей Солнечной системе древние метеориты содержат первые твёрдые материалы, сконденсировавшиеся вблизи современной орбиты Земли. Астрономы определяют возраст этих первичных пород, чтобы установить момент начала формирования Солнечной системы. Такие метеориты богаты кристаллическими минералами, содержащими монооксид кремния (SiO), который может конденсироваться при экстремально высоких температурах в молодых протопланетных дисках. Со временем эти частицы слипаются, закладывая основу для формирования планет. Первые километровые планетезимали в Солнечной системе, из которых позже образовались Земля и ядро Юпитера, сформировались сразу после конденсации этих минералов.

Новое открытие подтверждает, что аналогичный процесс происходит в диске вокруг HOPS-315. Данные показывают присутствие SiO как в газообразном состоянии, так и в виде кристаллических минералов, что свидетельствует о начале его затвердевания.

«Этот процесс никогда ранее не наблюдался в протопланетном диске — или где-либо ещё за пределами Солнечной системы», — отметил соавтор исследования Эдвин Бергин, профессор Мичиганского университета (США).

Эти минералы впервые были обнаружены с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (совместный проект США, Европы и Канады). Чтобы точно определить источник сигналов, команда провела наблюдения с помощью ALMA — массива радиотелескопов в чилийской пустыне Атакама, управляемого ESO и международными партнёрами.

Анализ данных показал, что химические сигналы исходят из небольшой области диска, соответствующей по расположению поясу астероидов в Солнечной системе.

«Мы видим эти минералы в той же области экзопланетной системы, где они встречаются в астероидах Солнечной системы», — пояснил соавтор исследования Логан Фрэнсис, постдок Лейденского университета.

Благодаря этому диск HOPS-315 служит отличной моделью для изучения истории нашей Солнечной системы. Как отмечает ван 'т Хофф, «эта система — одна из лучших для исследования процессов, происходивших в нашей Солнечной системе». Она также даёт астрономам уникальную возможность изучать ранние этапы формирования планет в других звёздных системах.

«Это исследование впечатляет, поскольку раскрывает очень раннюю стадию планетообразования. Оно показывает, что HOPS-315 можно использовать для понимания формирования нашей Солнечной системы. Результат демонстрирует мощь совместного использования JWST и ALMA для изучения протопланетных дисков», — прокомментировала Элизабет Хамфрис, астроном ESO и менеджер европейской программы ALMA, не участвовавшая в исследовании.

ИИ: Это открытие — важный шаг в понимании того, как формируются планетные системы. Учитывая, что HOPS-315 находится всего в 1300 световых годах от нас, дальнейшие наблюдения могут дать ещё больше данных о ранних этапах планетообразования.