Japanski znanstvenici koristili su napredni algoritam kako bi iz postojećih podataka ALMA teleskopa izvukli najjasnije fotografije dosad. Otkrili su znakove ranog nastanka planeta u diskovima koji okružuju tek formirane zvijezde — i time pomaknuli granice onoga što znamo o porijeklu planetarnih sustava.
Planeti ne nastaju iz ničega. Njihov razvoj započinje u protoplanetarnim diskovima — ogromnim strukturama od hladnog molekularnog plina i prašine koje okružuju mlade zvijezde, poznate kao protuzvijezde. Unutar tih diskova, pod utjecajem gravitacije i dinamike materijala, stvaraju se prstenovi, spirale i praznine – znakovi da se materijal počinje okupljati oko nečega većeg.
Upravo te strukture djeluju kao “poruke” iz samog srca procesa formiranja planeta. No otkriti ih nije jednostavno. Potrebna je iznimno visoka razlučivost radio-opservacija kakvu omogućuje tek nekoliko instrumenata na svijetu — među njima ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) u Čileu.
Do sada su dva velika ALMA projekta, DSHARP i eDisk, detaljno mapirala protoplanetarne diskove i otkrila raznolike strukture. No postoji ključna razlika: DSHARP je proučavao diskove oko zvijezda starih preko milijun godina, dok je eDisk fokusiran na protuzvijezde u ranijoj fazi — starosti između 10.000 i 100.000 godina.
Znanstvenici su primijetili da mlađi diskovi pokazuju znatno manje struktura. To je otvorilo pitanje: Kada točno počinju nastajati planeti? I možemo li uopće vidjeti te rane tragove?
Super-rezolucija otključava nevidljive detalje
Zbog ograničenja u opažanju (udaljenosti, vremenu promatranja i osjetljivosti instrumenata), do sada nije bilo moguće obuhvatiti dovoljno velik broj diskova srednje starosti kako bi se provela pouzdana analiza. No japanski istraživači odlučili su pokušati nešto drugačije.
Umjesto novih promatranja, okrenuli su se arhivskim podacima ALMA-e i analizirali 78 diskova u ‘zvjezdanom rasadniku’ Ophiuchus, udaljenom oko 460 svjetlosnih godina. Ključna razlika bila je u načinu obrade podataka.
Koristili su vlastiti softver nazvan PRIISM (Python module for Radio Interferometry Imaging with Sparse Modeling) koji primjenjuje naprednu tehniku poznatu kao rijetko modeliranje (sparse modeling). Za razliku od klasičnih metoda koje interpoliraju podatke na temelju standardnih pretpostavki, ova metoda koristi precizniji matematički okvir kako bi rekonstruirala slike veće razlučivosti — bez dodatnih promatranja.
Rezultat: više od polovice snimki postiglo je razlučivost tri puta veću od uobičajene, usporedivu s onom u projektima DSHARP i eDisk. Time je kvaliteta podataka značajno poboljšana — bez dodatnih troškova ili vremena.
Što su otkrili u tim diskovima?
Od 78 promatranih diskova, čak 27 pokazivalo je jasne strukture poput prstena i spirala — što je izravan pokazatelj da su planeti u fazi nastanka. 15 od tih struktura prvi su put zabilježene upravo u ovom istraživanju.
Još važnije, tim je proveo detaljnu statističku analizu kombinirajući vlastite rezultate s podacima eDisk projekta. Analiza je pokazala da se strukture pojavljuju samo u većim diskovima, onima čiji radijus prelazi 30 astronomskih jedinica (AU). A pojavljuju se već u ranoj fazi formiranja zvijezde, unutar prvih nekoliko stotina tisuća godina nakon rođenja.
To dramatično mijenja našu sliku o vremenskoj skali formiranja planeta. Dosad se smatralo da planeti nastaju znatno kasnije, kada se disk stabilizira i prođe kroz dugačku fazu evolucije. No sada znamo da se proces može pokrenuti gotovo paralelno s nastankom zvijezde.
Sljedeći koraci: traženje univerzalnosti
“Ova analiza popunjava prazninu između eDisk i DSHARP projekata,” kaže Ayumu Shoshi, voditelj istraživanja. “Po prvi put možemo proučavati prijelaznu fazu u kojoj disk još uvijek nakuplja masu, ali već pokazuje tragove formiranja planeta.”
Iako se istraživanje fokusiralo na regiju Ophiuchus, znanstvenici planiraju istu metodu primijeniti na druge zvjezdane rasadnike. Cilj je otkriti je li ovakva rana pojava struktura pravilnost ili iznimka — odnosno, događa li se formiranje planeta tako rano svuda u galaksiji, ili je Ophiuchus posebno pogodno okruženje.
Odgovor na to pitanje mogao bi promijeniti ne samo naš pogled na nastanak planetarnih sustava, već i razumijevanje gdje, kada i kako bi život mogao nastati.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
