Cud stworzenia. Astronomowie zaobserwowali narodziny nowego układu planetarnego
1300 lat świetlnych od nas, przy gwieździe podobnej do Słońca, zaobserwowano rodzinę planet w najwcześniejszym stadium powstawania. Młodą gwiazdę otaczają skupiska minerałów, które w przyszłości utworzą planetozymale, następnie planetoidy, a część z nich ostatecznie przekształci się w dojrzałe planety.
Spis treści:
Astronomowie przeanalizowali przepływ promieniowania podczerwonego z pyłu i szczątków pozostałych po powstaniu młodej gwiazdy o nazwie HOPS-315. Dzięki temu odkryli niewielkie skupiska gorących minerałów, które ostatecznie utworzą planetozymale. To „ziarna” wokół których powstaną nowe planety.
Zalążki układu planetarnego
– Po raz pierwszy zidentyfikowaliśmy najwcześniejszy moment, w którym rozpoczyna się proces powstawania planet wokół gwiazdy innej niż nasze Słońce – mówi astronomka Melissa McClure z Uniwersytetu w Leiden w Holandii.
Układ oddalony od nas o 1300 lat świetlnych może dostarczyć wyjątkowo cennych informacji o pierwszych etapach powstawania planet, a nawet zawierać wskazówki dotyczące powstania Układu Słonecznego. Obserwacje przeprowadzono przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba dla fal podczerwonych oraz Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) dla fal radiowych, a więc dwóch najpotężniejszych teleskopów, jakie stworzyła ludzkość.
Przypomnijmy, że gwiazdy powstają w przestrzeni kosmicznej z gęstych chmur molekularnego gazu i pyłu. Gdy skupisko materii w tych chmurach jest wystarczająco gęste, zapada się pod wpływem grawitacji, tworząc zalążek gwiazdy.
Narodziny gwiazdy
Młoda gwiazda wiruje, a znajdująca się wokół niej materia łączy się w dysk, który zasila jej wzrost. Kiedy gwiazda osiągnie wystarczającą wielkość, jej protogwiazdowe wiatry wypychają materię poza jej zasięg, gdzie nadal orbituje, ochładzając się i zbijając w grudki. Właśnie to jest początkiem długiego procesu powstawania planet. Zbitka ta staje się planetą, gdy osiągnie kulistość oraz oczyści z resztek materii swoją orbitalną ścieżkę.
Większość tego typu układów obserwujemy dopiero, gdy młode planety są już całkiem nieźle uformowane. Natomiast dostrzeżony właśnie układ HOPS-315 reprezentuje najwcześniejszy etap procesu powstawania planet, jaki kiedykolwiek udało się zaobserwować i zarejestrować.
Profesor Melissa McClure i jej współpracownicy zidentyfikowali długości fal światła związane z ciepłym tlenkiem krzemu i ziarnami krystalicznych minerałów krzemianowych. To cecha charakterystyczna dla ochładzania się krzemu ze stanu gazowego do stałego.
– Nigdy wcześniej nie udało się zaobserwować tego procesu w dysku protoplanetarnym. Również nigdy nie widzieliśmy go poza naszym Układem Słonecznym – komentuje astrofizyk Edwin Bergin z Uniwersytetu Michigan w Stanach Zjednoczonych.
Młody, odległy świat
Pierwszy ślad nowo powstałej planety zlokalizowano w odległości około 2,2 jednostki astronomicznej od gwiazdy macierzystej. Jednostka astronomiczna to średnia odległość między Ziemią a Słońcem. Przyrównując młody układ do naszego kosmicznego podwórka, młoda planeta znajduje się w takiej odległości od gwiazdy, jak główny pas planetoid Układu Słonecznego od Słońca. Innymi słowy mieści się w przestrzeni w między Marsem a Jowiszem.
Centralna gwiazda układu HOPS-315 jest pomarańczowym karłem o masie wynoszącej zaledwie 60 procent masy Słońca. Gwiazda wciąż rośnie i jest zasilana strumieniami gorącego gazu. Za milion lat powinna osiągnąć masę zbliżoną do naszej gwiazdy. Podobieństwa między nimi są na tyle duże, że HOPS-315 może pomóc nam zrozumieć wczesne lata naszego Układu Słonecznego.
Jest to o tyle istotne, że powstawanie naszego Układu Słonecznego możemy badać wyłącznie na podstawie materiałów w ich obecnym stanie. Czasami wymaga to znalezienia pierwotnych minerałów, które przetrwały w nienaruszonym stanie od czasu powstania Układu Słonecznego około 4,5 miliarda lat temu. Jest to jeden z powodów, dla którego tak istotne jest badanie planetoid i komet, które nie uległy tak dużym zmianom jak planety.
– Obserwujemy układ, który przypomina nasz Układ Słoneczny we wstępnym etapie formowania się. Jest on jednym z najlepszych, jakie znamy, pozwalającym nam zbadać niektóre procesy, które miały miejsce w naszym Układzie Słonecznym – mówi fizyk i astronom Merel van 't Hoff z Purdue University w Stanach Zjednoczonych.
W tej chwili HOPS-315 jest tylko jednym punktem danych w całej galaktyce. Nie wiadomo jeszcze, czy inne układy przechodzą te same procesy w ten sam sposób, ale dzięki coraz potężniejszym teleskopom wiemy, że ich odkrycie jest w zasięgu ręki.
Źródło: Science Alert
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.