Астрономы впервые зафиксировали начало формирования планет на расстоянии 1300 световых лет

Введение

Впервые астрономы смогли непосредственно зафиксировать самый ранний этап формирования планет вокруг молодой звезды за пределами нашей Солнечной системы. Эта революционная находка была сделана благодаря совместным наблюдениям с космическим телескопом Джеймса Вебба (JWST) и миллиметрово-субмиллиметровой антенной решеткой Атакама (ALMA) в Чили, что открывает новые горизонты в понимании процессов рождения планет.

Ключевые детали

• Объект наблюдения — протозвезда HOPS-315, находящаяся примерно в 1300 световых годах от Земли.
• Учёные обнаружили горячие минералы, в частности молекулы оксида кремния (silicon monoxide), которые начинают переходить в твердое кристаллическое состояние в протопланетном диске звезды.
• Этот процесс считается самой ранней стадией образования планет, когда микроскопические пылинки начинают конденсироваться и в дальнейшем образуют планетезимали — строительные блоки планет.
• Исследование подробно описано в статье, опубликованной 16 июля 2025 года в журнале Nature. В работе участвовали астрономы из различных стран, включая Мерел ван ’т Хофф из Университета Пердью и Мелиссу Макклюр из Лейденского университета.
• Наблюдения сочетали возможности инфракрасного телескопа JWST и радиотелескопа ALMA, что позволило точно определить регион диска, соответствующий поясу астероидов в нашей Солнечной системе.

Предыстория

Формирование планет начинается в протопланетных дисках — огромных облаках газа и пыли, вращающихся вокруг молодых звезд. В этих дисках пылевые частицы сталкиваются и слипаются, образуя планетезимали, которые со временем превращаются в полноценные планеты, от каменистых до гигантских газовых.

До этого момента астрономы в основном наблюдали уже сформировавшиеся звезды с дисками, где присутствуют крупные экзопланеты. Но ранняя фаза — конденсация первых твердых частиц — оставалась неясной. В нашей Солнечной системе самые древние твердые материалы — хондрулы и кристаллические минералы, найденные в метеоритах, — свидетельствуют о начале планетообразования около 4,6 миллиарда лет назад.

Анализ влияния

Обнаружение горячих минералов, начинающих твердеть в протопланетном диске HOPS-315, дает уникальную возможность увидеть первые шаги формирования планет. Это наблюдение подтверждает теоретические предположения о том, когда и при каких условиях в дисках появляются твердые частицы.

«Мы впервые зафиксировали самый ранний момент начала формирования планет вокруг звезды, не являющейся нашим Солнцем», — отметила Мелисса Макклюр, соавтор исследования из Лейденского университета.

Химическая сигнатура оксида кремния, присутствующего как в газообразном, так и в твердом состоянии, говорит о переходе вещества в кристаллическую форму. Ранее этот процесс не наблюдался вне пределов нашей Солнечной системы, что подчеркивает универсальность механизмов планетообразования во Вселенной.

Широкий контекст

Исследование имеет большое значение для понимания истории нашей Солнечной системы. Регион конденсации минералов вокруг HOPS-315 совпадает по расположению с астероидным поясом, где в метеоритах также найдены подобные минералы.

Логан Фрэнсис, астрофизик и соавтор работы, прокомментировал: «Мы видим эти минералы в том же месте в этой внеземной системе, где они находятся в астероидах нашей Солнечной системы». Такие сходства помогают воссоздать хронологию и условия, при которых формировалась Земля.

Кроме того, открытие подчеркивает важность совместного использования JWST и ALMA — первый предоставляет инфракрасные изображения тепловых эффектов, а второй — детальное радионаблюдение структуры газа и пыли.

Перспективы

Наблюдения за HOPS-315 открывают перспективы для дальнейшего изучения этапов от конденсации минералов до формирования крупных планетезималей и полноценного планетообразования. Такие данные помогут усовершенствовать модели рождения планет и расширить поиски обитаемых миров во Вселенной.

Елизавета Хамфрис, менеджер программы ALMA и астроном из Европейской Южной Обсерватории, отметила: «Это открытие показывает, что HOPS-315 может служить ключом к пониманию формирования нашей Солнечной системы. Результаты подчеркивают мощь совместных наблюдений JWST и ALMA в изучении протопланетных дисков».

Продолжение мониторинга HOPS-315 и других подобных систем позволит астрономам наблюдать разные стадии формирования планет, что улучшит представления о распространенности планет, подобных Земле, в нашей галактике.

Заключение

Это выдающееся открытие впервые демонстрирует процесс начальной конденсации минералов, формирующих планеты, в диске протозвезды за пределами Солнечной системы. Полученные данные не только проливают свет на первые этапы формирования планет, но и создают прочную связь с условиями, которые сформировали нашу планетную систему более 4,5 миллиарда лет назад. С дальнейшим развитием технологий и совместных наблюдательных программ наше понимание планетообразования и шансов на существование других обитаемых миров значительно расширится.