Астрономы застали зарождение новой солнечной системы
Ученые поймали редкий момент, за которым давно охотились: начало формирования планет вокруг молодой звезды. Речь идет не о далеких юпитероподобных гигантах, а о самой первой пыли, из которой миллионы лет спустя могут появиться планеты вроде Земли. Международная команда исследователей наблюдала, как в протопланетном диске начали кристаллизоваться горячие минералы — первые твердые зерна будущих миров. Открытие показывает, как могла выглядеть наша собственная Солнечная система в младенчестве.
Исследование опубликовали в журнале Nature. Его возглавила профессор Лейденского университета в Нидерландах Мелисса Макклюр. Она отметила, что это первый случай, когда ученым удалось зафиксировать самую раннюю стадию зарождения планет за пределами Солнечной системы. Ее коллега Мерел ван т’Хофф из Университета Пердью в США сказала, что ученые увидели, как начиналась история нашей планетной системы.
Новая система формируется вокруг молодой звезды HOPS-315, находящейся примерно в 1300 световых годах от Земли. Такие звезды называют протозвездами — они только начали сжиматься из облаков газа и пыли. Вокруг них часто образуются протопланетные диски — это обширные кольца из газа и пыли, в которых позже могут возникать планеты. До сих пор астрономы чаще всего видели уже довольно зрелые диски с крупными молодыми планетами, по массе сопоставимыми с Юпитером. Но вне поля зрения оставался сам процесс, с которого начинается образование твердых тел — планетезималей.
В Солнечной системе такие первичные частицы сохранились в составе метеоритов. Ученые исследуют их возраст, чтобы понять, когда началось формирование Земли и других планет. Эти метеориты содержат кристаллические минералы с оксидом кремния (SiO), который образуется при очень высоких температурах, характерных для молодых звездных систем. Позже эти частицы слипаются и образуют тела все большего размера — от камешков до объектов в сотни километров. Так рождаются планетезимали, из которых формируются планеты.
Теперь ученые увидели, как такие минералы начинают кристаллизоваться в другой звездной системе. Исследователи обнаружили в диске вокруг HOPS-315 как газообразный оксид кремния, так и его кристаллические формы. Это значит, что вещество только начинает переходить в твердое состояние — именно на этом этапе и начинается формирование твердых тел.
Открытие стало возможным благодаря совместной работе двух мощнейших инструментов современной астрономии. Космический телескоп «Уэбб» помог найти характерные спектры вещества, а радиотелескоп ALMA в пустыне Атакама позволил точно определить, откуда идет излучение. Как рассказала команда, минералы образуются на расстоянии от звезды, сопоставимом с расположением пояса астероидов в нашей системе. Это делает наблюдение особенно важным: именно в таком поясе в Солнечной системе сохранились древнейшие твердые тела.
Постдокторант из Лейденского университета Логан Фрэнсис отметил, что химический состав этой области почти совпадает с тем, что мы видим в астероидах между орбитами Марса и Юпитера. А значит, HOPS-315 — удачный аналог для изучения ранней истории Земли и ее соседей.
Теперь у ученых есть уникальная возможность наблюдать процессы, которые когда-то происходили в окрестностях молодого Солнца. А значит — лучше понять, как именно появились Земля, Луна и все остальные знакомые нам небесные тела.
Фото M. MCCLURE ET AL/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)
Самое популярное
