Несмотря на миллионы лет исследований космоса, каждый раз в астрономии происходят открытия, которые переворачивают наши представления о формировании планетных систем. Недавно с помощью крупнейшего европейского телескопа — ВЕЛИКОГО ЮЖНОГО ТЕЛЕСКОПА (VLT) — учёные зафиксировали удивительное изображение, которое возможно рассказывает историю рождения гигантской планеты в окрестностях молодой звезды. Этот случай может стать редким окном в ранний этап формирования планет, что помогает понять, как появляются и развиваются такие масштабные объекты, как Юпитер или Сатурн в нашей солнечной системе и за её пределами.

На сегодняшний день астрономы обнаружили около 5000 подтвержденных экзопланет, и большинство из них — это уже зрелые объекты, существующие миллиарды лет. Однако процесс образования новых планет остается загадкой, поскольку большинство систем и признаков их формирования скрыты за плотными дисками газа и пыли, и наблюдать их в реальном времени очень сложно.

В отличие от таких объектов, как Юпитер, сформировавшийся через несколько миллионов лет после появления своей звезды, случаи наблюдения за молодыми планетами в процессе роста — по-настоящему редки. Именно такие наблюдения помогают ученым понять, какие именно условия и механизмы приводят к созданию массивных газовых гигантов. В этой связи недавние фото, сделанные VLT, — настоящее научное открытие, поскольку оно демонстрирует возможный пример планеты, еще находящейся в зачаточном состоянии, — то есть, в момент своего рождения.

На снимке, представленном учеными, изображена молодая звезда, получившая название 2MASSJ16120668-3010270, или 2MASSJ1612, которая находится на расстоянии около 430 световых лет от Солнца. В центре внимания — диск из газа и пыли, окружающий звезду, — именно он служит источником материала для формирования новых планет. Этот диск необычайно богат структурой: внутри заметна тёмная кольцевая зона, которая по всей вероятности свидетельствует о наличии формирующегося гигантского объекта.

Изучая подобные диски, астрофизики пытаются понять, как крупные планетные тела взаимодействуют с окружающей средой, как формируются их орбиты и как происходит их рост — всё это важнейшие вопросы современного космогоничества.

Изображение показывает две спиральные арки, исходящие из центра диска, что говорит о наличии плотных волн, вызванных гравитационными возмущениями. Эти волны и спиральные структуры характерны для процессов формирования планетного тела и есть важным свидетельством того, что в диске идет активный процесс рождения гиганта.

Гигантская планета на этапе зарождения: что говорят ученые

Автор исследования, профессор Кристиан Гински из Университета Галвея (Ирландия), прокомментировал: «Мы говорим о планете, масса которой, вероятно, в несколько раз превышает массу Юпитера. Она создает в диске «пробеловые» зоны, которые формируются — это как вакуумные насосы, засасывающие пыль и газ, — подобно работе пылесоса». Это говорит о том, что планета уже активно захватывает вокруг себя материал, формируя свой рост и определяя дальнейшую динамику всей системы.

Обнаружение такой молодой гигантской планеты в самом начале ее пути — уникальное явление. По словам Гински, это один из немногих случаев, когда удается наблюдать за процессом формирования гигантов в реальном времени. Он добавил, что дальнейшие наблюдения с помощью космического телескопа James Webb, который обладает превосходными возможностями для изучения инфракрасного излучения, должны подтвердить наличие этой планеты и помочь определить ее точную массу и плотность.

Использование VLT в Чили — одно из главных достижений современной астрономии. Этот комплекс из четырех телескопов диаметром 8,2 метра позволяет получать изображения с высоким разрешением, что особенно важно для изучения облаков газа и пыли, окружающих молодые звезды. В случае с 2MASSJ1612 впервые была зафиксирована структура, ранее недоступная для наблюдений — спиральные рукава и внутренние диски, которые свидетельствуют о наличии протопланетного тела.

Обнаружение подобного объекта свидетельствует о том, что мы находимся на пороге новой эпохи исследования процессов формирования планет. А использование космического телескопа James Webb, способного регистрировать слабое инфракрасное излучение даже в самых плотных областях дисков, даст возможность подтвердить гипотезы о возрасте и составе планеты, а также о том, как именно она взаимодействует с окружающей средой.

Возможность наблюдения за ранними этапами формирования гигантских планет — редкое и крайне ценное событие. Ученые планируют повторные наблюдения с использованием James Webb и других современных телескопов, таких как ALMA (Альма) — радиотелескоп, способный изучать холодные молекулы и пылевые облака. Комбинация данных с разных приборов поможет более точно определить физические параметры объекта, его массу, температуру, а также динамику роста.

Также важно, что подобные исследования помогают понять масштабные сценарии формирования звездных систем, в которых возможны как массивные газовые гиганты, так и более мелкие планетные тела. Это, в свою очередь, улучшает модели формирования системы нашей собственной планеты и других экзопланетных систем, обнаруженных в недавних открытиях.

В конечном итоге, исследования подобного рода помогают ответить на главный вопрос: как рождаются и развиваются планеты в космосе? Почему в одних систем образуются гиганты, а в других — маленькие миры? И что нужно для появления условий, пригодных для жизни? Эти открытия позволяют не только расширить наш кругозор, но и приблизиться к пониманию того, как могла сформироваться наша собственная солнечная система, и есть ли где-то похожие на Землю миры, пригодные для жизни.

Ключевым аспектом является то, что наши современные инструменты позволяют наблюдать за процессами, которые раньше были недоступны, и по-новому воспринимать процессы, происходящие в космосе. В будущем, с развитием технологий, таких как очень большие телескопы и космические миссии, ученым удастся получить еще больше данных, приблизившись к разгадке тайны рождения планет и звездных систем.

Обнаружение молодой гигантской планеты в процессе формирования — важнейшее достижение современной астрономии. Оно подтверждает гипотезы о том, что планеты растут внутри дисков из газа и пыли, и показывает, что наши технологии позволяют наблюдать эти процессы в их начальной стадии. В будущем подобные открытия могут стать ключом к пониманию происхождения системы нашей планеты и условий, при которых возникает жизнь в космосе.

Еще одна важная задача — проведение широких статистических исследований для определения частоты появления таких объектов и их роли в формировании разнообразных систем. Уверенность в том, что мы на правильном пути, подтверждает тот факт, что каждая новая находка вдохновляет ученых на дальнейшие исследования и открытия.