Astronomowie po raz pierwszy w historii zarejestrowali najwcześniejszy etap formowania się planet skalistych wokół młodej gwiazdy przypominającej Słońce. To przełomowe odkrycie pozwala nam zajrzeć w procesy, które 4,5 miliarda lat temu doprowadziły do powstania Ziemi i innych planet naszego Układu Słonecznego.
Obserwacje koncentrują się na HOPS-315 – protogwieździe mającej zaledwie 100–200 tysięcy lat, oddalonej o około 1370 lat świetlnych od Ziemi. Choć to wciąż bardzo młody obiekt, ma on szansę rozwinąć się w żółtego karła, podobnego do naszego Słońca. Co więcej, jego położenie i korzystne nachylenie względem Ziemi pozwalają naukowcom na wyjątkowo dokładne badania otaczającego go dysku materii.
Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez Melissę McClure z Obserwatorium w Lejdzie, wykorzystał dwa zaawansowane instrumenty: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) oraz sieć radioteleskopów ALMA w Chile. Dzięki ich połączonej mocy udało się zajrzeć w głąb dysku protoplanetarnego i zidentyfikować pierwsze skondensowane materiały stałe – niezbędne składniki do formowania planet skalistych.
Wśród wykrytych substancji znalazły się tlenek krzemu w fazie gazowej oraz krystaliczne minerały krzemianowe. To właśnie one należą do pierwszych ciał stałych, które pojawiły się również we wczesnym Układzie Słonecznym. Szczególnie interesujące jest to, że ich kondensacja nastąpiła w rejonie porównywalnym z naszym pasem planetoid, czyli obszarem pomiędzy Marsem a Jowiszem – tam, gdzie wciąż można znaleźć pozostałości surowca, z którego powstawały planety w naszym układzie planetarnym.
Dotąd astronomowie badali raczej starsze dyski protoplanetarne, w których podejrzewano obecność kształtujących się planet. Tym razem jednak udało się uchwycić sam początek formowania się materii stałej – moment „zero”, kiedy z pyłu i gazu rodzą się pierwsze ziarna przyszłych planet.
Odkrycie to rzuca nowe światło na uniwersalność procesu planetotwórczego. Jak tłumaczy McClure, dotychczas nie było wiadomo, czy powstawanie gorących minerałów na najwcześniejszych etapach ewolucji układów planetarnych to zjawisko powszechne, czy też unikalne dla naszego Układu Słonecznego. HOPS-315 wskazuje, że taki scenariusz może być typowy w całym Wszechświecie.
Jedno z najbardziej sugestywnych zdjęć wykonanych przez ALMA pokazuje młody układ jako jasny punkt na tle kosmicznej ciemności – niemal jak zarodek przyszłego systemu planetarnego.
Choć naukowcy nie są jeszcze w stanie dokładnie przewidzieć, ile planet może powstać wokół HOPS-315, to szacowana masa dysku sugeruje, że może ona dorównać masie wczesnego Układu Słonecznego. To z kolei daje nadzieję na powstanie całej rodziny planet, być może zbliżonej do tej, którą znamy z naszego kosmicznego sąsiedztwa.
Wyniki badań, opublikowane w periodyku Nature, otwierają nowe możliwości. Naukowcy planują teraz zbadać więcej młodych układów, by sprawdzić, czy podobne procesy zachodzą gdzie indziej. Dzięki temu być może dowiemy się, czy Ziemia to wyjątek, czy raczej przykład jednej z wielu skalistych planet rozsianych po kosmosie.