Tajne postanka planeta od zvjezdanog praha do svjetova

Kada noću podignemo pogled prema beskonačnom zvjezdanom nebu, nije samo čežnja za istraživanjem neistraženih dubina svemira koja nas vodi. Gledajući prema zvijezdama, u stvari, zapravo tražimo odraz sebe u svemirskoj prostranosti, pokušavajući prodriti u tajne našeg postojanja i mjesta koje zauzimamo u ovom nezamislivo ogromnom kozmosu. Jedno od najintrigantnijih pitanja koja nas motivira jest pitanje naše jedinstvenosti. Je li život nastao samo ovdje na Zemlji ili je naša galaksija prepuna života? Prvi korak u otkrivanju odgovora na to pitanje je razumijevanje koliko je Zemlja zaista posebna – i, posljedično, cijeli naš sunčev sustav. Potrebno je duboko razumijevanje procesa formiranja Sunčevog sustava. Upravo to područje istraživanja postalo je fokus znanstvenika poput Christiana Ginskog i njegovih suradnika, koji su pokrenuli niz novih studija usmjerenih na regije u kojima nastaju zvijezde.

Egzoplaneti – daleki svjetovi

Tijekom posljednjih desetljeća, astronomi su identificirali više od 5.500 planeta oko udaljenih zvijezda – tzv. egzoplaneta. Sada znamo da su planete toliko uobičajene da možete pogledati prema gotovo bilo kojoj zvijezdi na noćnom nebu i biti gotovo sigurni da oko nje kruže planete. No, kako izgledaju te planete? Prva otkrivena planeta oko zvijezde slične Suncu izazvala je šok. Radi se o tzv. vrućem Jupiteru, ogromnom plinovitom divu koji kruži oko svoje zvijezde na toliko tijesnoj orbiti da godina traje samo četiri dana. To je doista drugačiji svijet bez usporedbe u našem sunčevom sustavu.

Od tog epohalnog otkrića, astronomi su nastavili otkrivati gusto pakirane sustave super-Zemalja, stjenovitih planeta nekoliko puta masivnijih od Zemlje, kao i nevjerojatne plinovite divove u orbitama koje traju stoljećima oko njihovih zvijezda. Među mnogim planetarnim sustavima koje smo otkrili, niti jedan nije jednak našem sunčevom sustavu. Zapravo, većina ih je prilično različita. Da bismo razumjeli kako su svi ti različiti sustavi nastali, moramo se vratiti na sam početak. A to su veličanstveni diskovi prašine i plina koji okružuju najmlađe zvijezde. To su  kozmički rasadnici iz kojih će se na kraju razviti novi planetarni sustavi. Ti diskovi su enormni objekti, širi i do nekoliko stotina puta od udaljenosti između Zemlje i Sunca. Ipak, na nebu se čine minijaturnima. To je zato što su čak i najbliži među njima, koji su praktički u našem galaktičkom susjedstvu, udaljeni između 600 i 1.600 svjetlosnih godina.

To je zanemariva udaljenost ako uzmemo u obzir da naša galaksija Mliječna staza ima promjer veći od 100.000 svjetlosnih godina, ali to i dalje znači da svjetlost, najbrža stvar u svemiru, putuje do nas od tamo do 1.600 godina. Tipična veličina jednog od tih planetarnih rasadnika, gledana s Zemlje, bila bi kut od 1 “luk-sekunde” na nebu, što odgovara 3.600. dijelu stupnja. Da to stavimo u perspektivu, to je kao pokušaj uočavanja osobe koja stoji na vrhu Eiffelovog tornja iz udaljenosti od 500 km, iz Amsterdama. Za promatranje ovih diskova potrebni su nam najnapredniji i najveći teleskopi. I potrebni su nam sofisticirani instrumenti koji mogu ispraviti atmosfersku turbulenciju koja zamagljuje naše slike. To je impresivan inženjerski podvig, s najnovijom generacijom instrumenata dostupnom tek od nedavno.

Istraživanj mladih zvijezda

Koristeći “Vrlo Veliki Teleskop” Europskog južnog opservatorija, VLT, i kameru Sphere ekstremne adaptivne optike, sada smo započeli s istraživanjem mladih zvijezda u blizini. Znanstveni tim, koji čine ksperti iz više od deset zemalja, uspio je promatrati više od 80 ovih mladih zvijezda u izvanrednim detaljima – a njihovi nalazi su objavljenima u nizu radova u časopisu Astronomy and Astropyhsics. Sve su fotografije snimljene u bliskom infracrvenom svjetlu, nevidljivom ljudskom oku. One prikazuju svjetlost od udaljenih mladih zvijezda kako se odbija od sitnih čestica prašine u diskovima. Ta prašina, slična pijesku na plaži, na kraju će se grupirati i formirati nove planete.

Znanstvenici su otkrili iznimnu raznolikost oblika i struktura planetarnih rasadnika, što predstavlja značajan nalaz u astronomska istraživanja. Dok neki od ovih rasadnika krase veličanstveni sustavi prstenova ili impresivne spiralne ruke, drugi odišu mirnoćom svojih glatkih površina. Međutim, postoje i oni koji su scena kosmičkih oluja, gdje se prašina i plin iz obližnjih zvjezdanih oblaka slijevaju na njih, stvarajući dramatične i dinamične prizore

Iako su očekivali neku od tih raznolikosti, istraživanje prvi put pokazuje da to vrijedi čak i unutar istih regija formiranja zvijezda. Dakle, čak i planetarni sustavi koji se formiraju unutar istog susjedstva mogu izgledati prilično različito jedni od drugih. Otkriće tako širokog raspona diskova sugerira da je ogromna raznolikost egzoplaneta otkrivena do sada posljedica ovog širokog spektra planetarnih rasadnika.

Nasuprot našem Suncu, većina zvijezda u Mliječnoj stazi nije usamljena, već ima pratitelje – dvije ili više zvijezda koje zajednički orbitiraju oko zajedničkog centra mase. Promatranjem zviježđe Orion, znanstvenici su došli do spoznaje da su zvjezdani sustavi s dvije ili više zvijezda rjeđe domaćini velikim planetarnim diskovima u usporedbi s pojedinačnim zvijezdama. Ovo saznanje od iznimne je važnosti u potrazi za egzoplanetima. Dodatno, uočena neujednačenost diskova u navedenoj regiji upućuje na mogućnost da se unutar njih nalaze masivne planete koje svojom gravitacijom utječu na oblik diskova.

Sljedeći korak u istraživanju bit će povezivanje određenih planeta s njihovim planetarnim rasadnicima, kako bismo razumjeli kako su se različiti sustavi možda detaljno formirali. Također želimo zumirati još bliže u najunutarnjije regije ovih diskova u kojima bi se već mogli formirati terestrički planeti poput naše vlastite Zemlje.