– Nasza grupa poszukuje śladów formowania się planet od dziesięciu lat. Nie moglibyśmy więc być bardziej podekscytowani tym niezwykłym odkryciem – cieszy się Sebastián Pérez, astrofizyk z Uniwersytetu Santiago w Chile. 

Niezwykłe zdjęcie z Chile

W ten sposób naukowiec komentuje nowe zdjęcie, które właśnie pokazało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO). Jego ono równie spektakularne jak fotografie dostarczane od roku przez Teleskop Webba, choć powstało z pomocą zupełnie innych instrumentów. Widać na nim bardzo młodą gwiazdę V960 Mon. Oraz otaczające ją spiralne ramiona składające się z chmur materii. 

Co jest w nich szczególnego? – Odkrycie jest tak fascynujące, ponieważ po raz pierwszy udało się uchwycić skupiska materii, z których mogą powstać gazowe olbrzymy – mówi Alice Zurlo, badaczka z chilijskiego Universidad Diego Portales.  

Młoda gwiazda w gwiazdozbiorze Jednorożca 

V960 Mon to młoda gwiazda odległa od nas aż o 5 tys. lat świetlnych. Znajduje się w gwiazdozbiorze Jednorożca – konstelacji nieba południowego, widocznej w Polsce w zimie. Gwiazda ta po raz pierwszy zwróciła uwagę naukowców w 2014 r. Wówczas nagle pojaśniała i to aż dwudziestokrotnie.  

To było wystarczająco interesujące, by zacząć obserwacje z pomocą SPHERE (ang. Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) – instrumentu stanowiącego część Bardzo Dużego Teleskopu (ang. Very Large Teleskope, VLT). VLT to zespół czterech optycznych teleskopów pracujących w Chile i należących do ESO. Okazało się wówczas, że wokół gwiazdy uformowały się ogromne spiralne ramiona. Były tak duże, że rozmiarami przewyższały cały Układ Słoneczny.  

Dwukolorowy obraz narodzin planet 

Dalszych informacji o chmurach otaczających V960 Mon dostarczył Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). To obserwatorium z kolei składa się z kilkudziesięciu redioteleskopów działających w zakresie fal milimetrowych i submilimetrowych. O ile VLA pozwala oglądać powierzchnię chmur materii, jakie tworzą się wokół młodej gwiazdy, o tyle dzięki ALMA naukowcy mogą badać ich wewnętrzną strukturę.  

Na zdjęciu pokazanym przez ESO dane zebrane przez VLT to żółte ramiona rozpościerające się wokół znajdującej się w centrum gwiazdy. W kilku miejscach fotografii są też niebieskie plamy. To z kolei te obszary, które udało się podejrzeć dzięki ALMA. – Spiralne ramiona podlegają tam fragmentacji, czego rezultatem jest powstanie skupisk materii o masach zbliżonych do mas planet – mówi Zurlo. Tam właśnie mogą narodzić się gazowe olbrzymy. 

Jak się rodzi planeta? 

Gwiazdy tworzą się z obłoku molekularnego, który zapadł się grawitacyjnie. Po tym procesie wokół młodego słońca pozostaje sporo niewykorzystanej materii. Porusza się ona ruchem obrotowym, z czasem tworząc płaski dysk. To właśnie dysk protoplanetarny, w którym tworzą się planety.  

Jak się rodzi planeta? Zdaniem naukowców odpowiadają za to dwa procesy. Pierwszy zakłada, że składniki dysku, zderzając się ze sobą, zaczynają się sklejać. Z czasem powstają bryły, coraz większe i przyciągające coraz więcej znajdującej się dookoła materii. Z nich zaś formują się zalążki planet. Drugi proces zakłada niestabilność grawitacyjną dysku. Przyjmuje się, że pewne obszary materii wokół młodej gwiazdy mogą zacząć się kurczyć i zapadać grawitacyjnie. W tych miejscach powstaną planety. 

Nowe dowody na powstawanie planet 

Na pierwszy proces zebrano już sporo dowodów. Na drugi – bardzo niewiele. Przynajmniej aż do czasu opublikowania fotografii ESO. Według astronomów bowiem niebieskie obszary wokół gwiazdy V960 Mon to właśnie te rejony dysku, który zapada się grawitacyjnie. Tam właśnie narodzą się masywne planety takie jak Jowisz czy Saturn. 

– Aż do teraz, nigdy jeszcze nie mieliśmy obserwacji niestabilności grawitacyjnej na skalę planetarną – zauważył Philipp Weber z Uniwersytetu Santiago. Jest on głównym autorem pracy o gwieździe V960 Mon opublikowanej w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”. Jej dalsze będzie w przyszłości możliwe dzięki Ekstremalnie Wielkiemu Teleskopowi, który właśnie powstaje na pustyni w Chile. 

Źródło: EurekAlert, The Astrophysical Journal Letters