Διεθνής ομάδα αστρονόμων εντόπισε για πρώτη φορά την στιγμή της δημιουργίας πλανητών γύρω από ένα άστρο εκτός του Ήλιου μας. Με την βοήθεια των τηλεσκοπίων ALMA και James Webb παρατήρησαν την στερεοποίηση καυτού υλικού που θα αποτελέσει την βάση για μελλοντικούς πλανήτες. Το εύρημα σηματοδοτεί την πρώτη φορά που ένα πλανητικό σύστημα εντοπίστηκε σε τόσο πρώιμο στάδιο του σχηματισμού του και ανοίγει ένα παράθυρο στην ιστορία του δικού μας Ηλιακού Συστήματος.
«Για πρώτη φορά, εντοπίσαμε την στιγμή που ξεκινά ο σχηματισμός πλανητών γύρω από ένα άστρο διαφορετικό από τον Ήλιο μας», δήλωσε η Melissa McClure, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Λάιντεν στην Ολλανδία και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας που δημοσιεύεται στο Nature.
Η συν-συγγραφέας Merel van ‘t Hoff, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Purdue των ΗΠΑ, συγκρίνει τα ευρήματά με «μια εικόνα του νεογέννητου Ηλιακού Συστήματος», λέγοντας ότι «βλέπουμε ένα σύστημα που μοιάζει με αυτό που ήταν το Ηλιακό μας Σύστημα όταν μόλις ξεκινούσε ο σχηματισμός του».
Το νεογέννητο πλανητικό σύστημα σχηματίζεται γύρω από το άστρο HOPS-315, ένα αστρικό βρέφος σε απόσταση περίπου 1.300 ετών φωτός στον αστερισμό του Ωρίωνα και παρόμοιο με τον Ήλιο σε νεαρή ηλικία. Γύρω από τέτοια άστρα παρατηρούνται συχνά πρωτοπλανητικοί δίσκοι, που περιλαμβάνουν αέρια και σκόνη και αποτελούν σημείο εκκόλαψης νέων πλανητών.
«Παρά τις παρατηρήσεις νεαρών πρωτοπλανητικών δίσκων που περιλαμβάνουν νεογέννητους μεγάλους πλανήτες, σαν τον Δία, πάντα γνωρίζαμε ότι τα πρώτα στερεά μέρη των πλανητών, ή «πλανητοειδείς», πρέπει να σχηματίστηκαν πολύ παλαιότερα, σε προγενέστερα στάδια» καταλήγει η McClure.
Τα πρωταρχικά υλικά από την δημιουργία του Ηλιακού μας Συστήματος βρίσκονται παγιδευμένα σε αρχαίους μετεωρίτες, τους οποίους μελετούν οι αστρονόμοι για να προσδιορίσουν την στιγμή έναρξης του σχηματισμού του.
Τέτοιοι μετεωρίτες είναι γεμάτοι με κρυσταλλικά ορυκτά που περιέχουν μονοξείδιο του πυριτίου και μπορούν να συμπυκνωθούν στις εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες που υπάρχουν σε πρωτοπλανητικούς δίσκους. Με την πάροδο του χρόνου, τα συμπυκνωμένα στερεά συνδέονται μεταξύ τους, αποτελώντας τον σπόρο για τον σχηματισμό πλανητών καθώς αποκτούν τόσο μέγεθος όσο και μάζα.
Τα πρώτα πλανητοειδή μεγέθους χιλιομέτρου στο Ηλιακό Σύστημα, τα οποία εξελίχθηκαν σε πλανήτες όπως η Γη ή ο πυρήνας του Δία, σχηματίστηκαν αμέσως μετά τη συμπύκνωση αυτών των κρυσταλλικών ορυκτών.
Με τη νέα τους ανακάλυψη, οι αστρονόμοι βρήκαν στοιχεία που δείχνουν ότι αυτά τα θερμά ορυκτά αρχίζουν να συμπυκνώνονται στον δίσκο γύρω από τον HOPS-315. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι το μονοξείδιο του πυριτίου υπάρχει γύρω από το νεογέννητο αστέρι στην αέρια του κατάσταση, καθώς και μέσα στα κρυσταλλικά ορυκτά, υποδηλώνοντας ότι μόλις τώρα αρχίζει να στερεοποιείται.
«Αυτή η διαδικασία δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν σε πρωτοπλανητικό δίσκο – ή οπουδήποτε εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος», συμπληρώνει ο συν-συγγραφέας Edwin Bergin, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ΗΠΑ.
Τα ορυκτά ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ενώ για να εντοπιστεί η πηγή προέλευσης, η ομάδα παρατήρησε το σύστημα με το ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), το οποίο λειτουργεί από το ESO σε συνεργασία με διεθνείς εταίρους στην έρημο Atacama της Χιλής.
Με αυτά τα δεδομένα, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα χημικά σήματα προέρχονταν από μια μικρή περιοχή του δίσκου γύρω από το άστρο, ισοδύναμη με την τροχιά της ζώνης των αστεροειδών γύρω από τον Ήλιο. «Βλέπουμε τα ορυκτά στην ίδια θέση, σε αυτό το εξωηλιακό σύστημα, όπως θα τα βλέπαμε σε αστεροειδείς στο Ηλιακό Σύστημα», λέει ο συν-συγγραφέας Logan Francis, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Leiden.
Έτσι, ο δίσκος του HOPS-315 παρέχει μια θαυμάσια αναλογία για τη μελέτη της δικής μας κοσμικής ιστορίας. Όπως λέει η van ‘t Hoff, «αυτό το σύστημα είναι ένα από τα καλύτερα που γνωρίζουμε για να διερευνήσουμε ορισμένες από τις διεργασίες που συνέβησαν στο Ηλιακό μας Σύστημα».
Παρέχει επίσης στους αστρονόμους μια νέα ευκαιρία να μελετήσουν τον πρώιμο σχηματισμό πλανητών, λειτουργώντας ως υποκατάστατο των νεογέννητων ηλιακών συστημάτων σε όλο τον γαλαξία.
Η Elizabeth Humphreys, αστρονόμος του ESO και διευθύντρια του ευρωπαϊκού προγράμματος ALMA, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, δηλώνει: «Εντυπωσιάστηκα πραγματικά από αυτή τη μελέτη, η οποία αποκαλύπτει ένα πολύ πρώιμο στάδιο σχηματισμού πλανητών. Υποδηλώνει ότι το HOPS-315 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατανοήσουμε πώς σχηματίστηκε το δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Αυτό το αποτέλεσμα υπογραμμίζει τη συνδυασμένη ισχύ του JWST και του ALMA για την εξερεύνηση πρωτοπλανητικών δίσκων».
https://www.eso.org/public/news/eso2512