Астрономы впервые увидели рождение близнеца Солнечной системы
Астрономы впервые увидели момент конденсации вещества, из которого зарождаются планеты вокруг далекой звезды на расстоянии 1300 световых лет от Земли. Этот происходит довольно быстро и аналогично тому, как 4,5 млрд лет назад появилась Солнечная система , говорится в работе, опубликованной в журнале Nature.
Солнечная система сформировалась из облака газа и пыли, сколлапсировавшего под действием собственной гравитации. Одновременно с появkением Солнца в протопланетном диске вокруг него происходило образование первых минералов, которые, слипались в так называемые планетезимали, которые затем превратились в планеты.
Наибольшую часть информации о той ранней эпохе Солнечной системы ученые черпают из анализа особого класса найденных на Земле метеоритов — хондритов. В отличие от других, эти метеориты за миллиарды лет не подвергались тепловым и другим воздействиям, которые изменили бы их состав, поэтому они сохранили отдельные первозданные крупицы пыли и другие твердые вкрапления. Радиоизотопный анализ показал, что так называемые кальций-алюминиевые включения (CAIs) были самыми первыми твердыми объектами, сформировавшимися в Солнечной системе.
Считается, что эти агрегаты, состоящие из минералов кальций-алюминий-титана, формировались при температуре более 1300 градусов Кельвина, но до последнего времени оставалось не ясно, как и на каком удалении от Солнца эти температуры достигались. За последние 40 лет такие обсерватории, как Atacama Large Millimeter Array (ALMA) в Чили, the James Webb Space Telescope ( JWST) и Hubble Space Telescope неоднократно наблюдали линии поглощения и эмиссии в протопланетных дисках вокруг других звезд на разных этапах формирования и даже находили признаки формирования похожих на Юпитер планет-гигантов. Однако ни разу ученым не удавалось увидеть момент конденсации тех самых включений CAI — теория предсказывает, что этот процесс весьма быстрый и занимает всего порядка 100 тыс. лет.
Ученые под руководством Мелиссы Макклюр из Лейденского университета (Нидерланды) впервые застали этот процесс, изучая протопланетный диск молодой звезды HOPS315, расположенной внутри молекулярного облака Орион-B, которое содержит множество туманностей различного происхождения.
Наблюдения в инфракрасном и радиодиапазонах на телескопах JWST и ALMA соответственно обнаружили линии оксида кремния SiO и минералов, называемых кристаллическими силикатами, которые пронизывают протопланетный диск до глубины в две астрономические единицы (среднее расстояние от Земли до Солнца).
«Мы впервые поймали самый первый момент, когда вокруг звезды за пределами Солнечной системы началось образование планет», — пояснила Макклюр.
Открытие указывает на то, что ученые стали свидетелями зарождения первых планетезималей вокруг этой звезды, когда оксид кремния и другие минералы находятся еще в газообразной фазе и только начинают затвердевать.
ESO/L. Calçada/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al.
«Этот процесс никогда раньше не наблюдался в протопланетных дисках или в других местах за пределами Солнечной системы», — пояснил соавтор работы Эдвин Бергин из Университета Мичигана.
По словам ученых, область протопланетного диска, где рождаются указанные минералы, соответствует орбите Главного пояса астероидов в Солнечной системе. «Мы видим эти минералы в той же области этой внесолнечной системы, где мы наблюдаем их в составе астероидов внутри Солнечной системы», — добавил соавтор исследования Логан Френсис.