Astronomowie są pewni. Obserwują narodziny nowego systemu planetarnego

Wokół młodej gwiazdy HOPS-315, oddalonej o nas o ok. 1300 lat świetlnych, zaobserwowano niewielkie skupiska gorących minerałów, które, jak twierdzą astronomowie, ostatecznie utworzą planetozymale – ziarna, wokół których wyrosną nowe planety. Badania tego tworzącego się sytemu planetarnego mogą rzucić więcej światła na proces formowania się planet, a także na początki naszego Układu Słonecznego.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "Nature" (DOI:10.1038/s41586-025-09163-z).

HOPS-315 to młoda gwiazda o masie stanowiącej ok. 60 proc. masy Słońca, ale wciąż rośnie. Za milion lat powinna osiągnąć masę zbliżoną do masy naszej gwiazdy. Astronomowie mają nadzieję, że HOPS-315 pomoże zrozumieć wczesne lata istnienia Układu Słonecznego.

– Po raz pierwszy zidentyfikowaliśmy najwcześniejszy moment, w którym rozpoczyna się formowanie planet wokół gwiazdy innej niż Słońce – powiedziała Melissa McClure z Uniwersytetu w Lejdzie w Holandii, pierwsza autorka publikacji. – Widzimy system, który wygląda tak, jak Układ Słoneczny wyglądał, gdy zaczynał się tworzyć – dodała jej koleżanka, Merel van ‘t Hoff z Purdue University w USA, współautorka artykułu w "Nature".

Dzięki obserwacji otoczenia innych gwiazd, mniej więcej wiemy, jak powstają planety. Same gwiazdy tworzą się z gęstych obłoków gazu i pyłu. Kiedy to skupisko materii osiągnie wystarczającą masę, zapada się pod wpływem grawitacji, tworząc zarodek gwiazdy. Materia wokół młodej gwiazdy wiruje i napędza jej wzrost. Gdy gwiazda staje się wystarczająco duża, emituje wiatry, które wypychają materię poza jej zasięg. To początek procesu formowania się planet.

Materia ta tworzy następnie dysk protoplanetarny, w którym zaczynają powstawać planetozymale – zalążki planet. Wychwytują one materię z dysku, stając się coraz większymi. Astronomowie obserwowali już wcześniej powstawanie młodych planet w dyskach protoplanetarnych. Pozostawiają one zauważalne luki w materii dysku. Niemowlęce światy grawitacyjnie oczyszczając swoje orbity. Ale proces formowania się układów planetarnych nie jest w pełni poznany. Istnieje wiele etapów, które wymagają dalszych obserwacji i modelowania. Obserwowane dotychczas planety były już dobrze uformowane. W przypadku HOPS-315 mamy do czynienia z wcześniejszym etapem.

Naukowcy od dawna poszukiwali takiego systemu, który pomógłby nam zrozumieć początki naszego Układu Słonecznego. – Staraliśmy się znaleźć młodą wersję naszego Układu Słonecznego gdzie indziej – przyznała Merel van’t Hoff.

Znajdująca się w gwiazdozbiorze Oriona młoda gwiazda jest zorientowana względem Ziemi w taki sposób, że astronomowie mogli dostrzec otaczający ją dysk gazu i pyłu. To rzadki widok. Strumienie gazu emitowane przez nowo narodzoną gwiazdę często zasłaniają gorący dysk, ale dysk HOPS-315 jest w pełni widoczny.

Obserwując gorące minerały wokół HOPS-315, badacze dostrzegli tlenek krzemu w postaci gazowej, często występujący w gorących środowiskach protoplanetarnych. Dostrzegli tam też tlenek krzemu w postaci krystalicznych minerałów, co jest oznaką stygnięcia, czy też krzepnięcia krzemu z fazy gazowej do stanu stałego. Z czasem te minerały połączą się i uformują najpierw planetozymal, a następnie planetę.

– Tego procesu nigdy wcześniej nie zaobserwowano w dysku protoplanetarnym – ani nigdzie poza naszym Układem Słonecznym – wyjaśnił Edwin Bergin z Uniwersytetu Michigan w USA.

Badacze ustalili, że proces ten zachodzi w odległości ok. 2,2 jednostki astronomicznej od gwiazdy. W naszym Układzie Słonecznym w tej odległości znajduje się pas planetoid między orbitami Marsa i Jowisza.