U dubini zviježđa Oriona, oko 1300 svjetlosnih godina od Zemlje, astronomi su zabilježili dosad neviđen prizor: prve znakove stvaranja planeta oko mlade zvijezde. Riječ je o procesima kondenzacije vrućih mineralnih čestica unutar gustog diska plina i prašine, koji okružuje zvijezdu HOPS-315 i služi kao građevni materijal za buduće planete.
Po prvi put u povijesti, znanstvenici su uhvatili tako rani trenutak nastanka planetarnog sustava izvan našeg. Otkriće, objavljeno u časopisu Nature, pruža jedinstven uvid u ono što se možda dogodilo i tijekom formiranja Sunčevog sustava prije 4,5 milijardi godina.
Najraniji tragovi stvaranja planeta
Pomoću svemirskog teleskopa James Webb (JWST) i opservatorij ALMA u Čileu, međunarodni istraživački tim otkrio je prisutnost silicijeva monoksida (SiO) u disku oko zvijezde HOPS-315. Taj spoj nastaje u uvjetima visoke temperature i ključni je sastojak prvih kristalnih minerala koji označavaju početak formiranja čvrstih tijela u sustavu.
“Uspjeli smo identificirati najraniji trenutak u kojem započinje stvaranje planeta oko neke druge zvijezde,” izjavila je voditeljica istraživanja Melissa McClure sa Sveučilišta u Leidenu. Njezina kolegica Merel van ‘t Hoff s američkog Sveučilišta Purdue opisuje prizor kao “fotografiju našeg Sunčevog sustava dok je još bio u pelenama”.
Detektirani minerali pojavljuju se upravo u fazi kad se tvari iz plinovitog stanja počinju pretvarati u čvrste kristale — prvi koraci u stvaranju planetesimala, kilometarskih tijela koja su u mladom Sunčevom sustavu izrasla u planete poput Zemlje i Jupitera.
Što su protoplanetarni diskovi i zašto su važni?
Zvijezde poput HOPS-315 u najranijim fazama svojeg postojanja okružene su protoplanetarnim diskovima — gustim strukturama sastavljenima od plinova, sitne prašine i raznih molekula. Upravo u tim diskovima, uslijed hlađenja i kondenzacije, dolazi do postupnog stvaranja sve većih čestica koje se s vremenom stapaju u veće objekte.
U našem Sunčevom sustavu, dokazi o tim procesima sačuvani su u drevnim meteoritima. Oni sadrže kristalne strukture bogate SiO-om, koje su se formirale na visokim temperaturama blizu Sunca. Njihova starost služi kao vremenski orijentir za početak nastanka planeta.
“Znamo da se divovski planeti poput Jupitera mogu oblikovati brzo, ali prvi čvrsti fragmenti moraju nastati još ranije,” kaže McClure. Upravo to sada po prvi put možemo i promatrati.
Spoj dvaju najnaprednijih svemirskih opservatorija
Prvi tragovi detektirani su JWST-om, koji je u infracrvenom spektru uočio kemijski potpis SiO-a u disku. Da bi se precizno locirao izvor tih signala, istraživači su koristili ALMA-u, niz od 66 antena smještenih u pustinji Atacama, kojom upravlja Europski južni opservatorij (ESO).
Kombiniranjem podataka, znanstvenici su utvrdili da signal dolazi iz područja diska čija udaljenost od matične zvijezde odgovara položaju asteroidnog pojasa u našem Sunčevom sustavu — između Marsa i Jupitera. Upravo ondje u našem sustavu nalazimo mnoge ostatke ranih faza planetarne formacije.
“Gledamo iste tipove minerala, na gotovo identičnoj lokaciji unutar sustava, kao što ih nalazimo u asteroidima Sunčevog sustava,” kaže Logan Francis, poslijedoktorand na Sveučilištu Leiden i suautor studije.
Uvid u vlastitu kozmičku prošlost
Sustav HOPS-315 po mnogočemu nalikuje mladom Suncu i predstavlja iznimno vrijedan model za proučavanje mehanizama koji su oblikovali planete u našem kutu galaksije. “To je jedan od najboljih sustava koje poznajemo za proučavanje najranijih faza nastanka planeta,” kaže van ‘t Hoff.
Dosad su astronomi promatrali brojne protoplanetarne diskove, ali niti jedan nije pokazivao ovako ranu fazu kondenzacije materijala iz plina u čvrste tvari. “Ovaj proces nikad prije nije bio opažen — ne samo u disku, već nigdje izvan Sunčeva sustava,” naglašava Edwin Bergin sa Sveučilišta Michigan.
Korak bliže razumijevanju kako nastaju planeti
Iako već desetljećima pokušavamo rekonstruirati ranu povijest Sunčeva sustava pomoću meteorita i numeričkih modela, promatranje sustava poput HOPS-315 omogućuje izravan uvid u početak tog procesa — u stvarnom vremenu, izravno kroz teleskope.
Elizabeth Humphreys iz ESO-a, koja nije sudjelovala u istraživanju, ističe važnost suradnje među najnaprednijim svemirskim instrumentima: “Ova studija pokazuje koliko su JWST i ALMA snažni alati za istraživanje protoplanetarnih diskova i razumijevanje formiranja planeta.”
Kako svemir nastavlja stvarati nove zvijezde i sustave, ovakva otkrića daju znanstvenicima priliku da prate različite faze tog procesa, usporede ih s našim sustavom i možda, jednog dana, bolje razumiju podrijetlo planeta koji bi mogli nalikovati našem.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
