ALMA snimak HOPS-315, još uvek formirajućeg planetarnog sistema Međunarodni tim istraživača je po prvi put uspeo da precizno odredi trenutak kada planete počinju da se formiraju oko zvezde izvan našeg Sunčevog sistema. Korišćenjem teleskopa ALMA, u kojem je Evropska južna opservatorija (ESO) partner, i Svemirskog teleskopa Džejms Veb, posmatrali su nastanak prvih čestica materijala od kojeg nastaju planete — vrelih minerala koji tek počinju da se učvršćuju. Ovo otkriće označava prvi put da je jedan planetarni sistem identifikovan u tako ranom stadijumu svog formiranja i otvara prozor ka prošlosti našeg Sunčevog sistema.

„Po prvi put smo identifikovali najraniji trenutak kada započinje formiranje planeta oko zvezde koja nije naše Sunce“, izjavila je Melisa Meklur, profesorka sa Univerziteta u Leidenu (Holandija) i glavna autorka nove studije objavljene danas u časopisu Nature.

Koautorka Merel van ’t Hof, profesorka sa Univerziteta Perdju u SAD, uporedila je njihova otkrića sa „slikom bebinog Sunčevog sistema“, rekavši da „gledamo sistem koji izgleda kao što je izgledao naš Sunčev sistem kada je tek počinjao da se formira“.

Ovaj novorođeni planetarni sistem se razvija oko HOPS-315, „protozvezde“, odnosno zvezde u povoju, udaljene oko 1300 svetlosnih godina od nas, i predstavlja analog ranog Sunca. Oko takvih mladih zvezda astronomi često opažaju diskove gasa i prašine poznate kao „protoplanetarni diskovi“, koji su mesta gde se rađaju nove planete. Iako su astronomi ranije posmatrali mlade diskove u kojima postoje već formirane, masivne planete nalik Jupiteru, Meklur kaže: „Oduvek smo znali da prvi čvrsti delovi planeta, ili ‘planetezimali’, moraju da se formiraju ranije, u još ranijim fazama.“

U našem Sunčevom sistemu, prvi čvrsti materijal koji se kondenzovao u blizini današnje Zemljine orbite oko Sunca pronađen je zarobljen u drevnim meteoritima. Astronomi koriste starost ovih pra-stena da bi odredili kada je otpočelo formiranje Sunčevog sistema. Takvi meteoriti sadrže kristalne minerale koji u sebi imaju silicijum-monoksid (SiO) i koji se kondenzuju pri izuzetno visokim temperaturama koje vladaju u mladim planetarnim diskovima. Vremenom, ti novoformirani čvrsti materijali se spajaju, gradeći sve veće mase koje čine začetke planeta. Prvi planetezimali veličine jednog kilometra, iz kojih su nastale planete poput Zemlje ili jezgra Jupitera, formirali su se odmah nakon kondenzacije ovih kristalnih minerala.

Uz novo otkriće, astronomi su pronašli dokaze da su ti vreli minerali počeli da se kondenzuju u disku oko HOPS-315. Rezultati pokazuju da je SiO prisutan u gasovitom stanju, kao i unutar kristalnih minerala, što sugeriše da upravo počinje da prelazi u čvrsto stanje. „Ovaj proces nikada ranije nije viđen u protoplanetarnom disku — niti bilo gde van našeg Sunčevog sistema“, kaže koautor Edvin Bergin, profesor sa Univerziteta Mičigen u SAD.

Minerali su prvo identifikovani pomoću Svemirskog teleskopa Džejms Veb, zajedničkog projekta svemirskih agencija SAD, Evrope i Kanade. Da bi tačno utvrdili odakle dolaze signali, tim je posmatrao sistem pomoću ALMA teleskopa (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), kojim upravlja ESO u saradnji sa međunarodnim partnerima u čileanskoj pustinji Atakama.

Pomoću ovih podataka, tim je ustanovio da hemijski signali dolaze iz malog dela diska oko zvezde, koji je po udaljenosti ekvivalentan asteroidnom pojasu u našem Sunčevom sistemu. „Zaista posmatramo te minerale na istoj lokaciji u ovom vanzvezdanom sistemu kao što ih nalazimo u asteroidima Sunčevog sistema“, kaže koautor Logan Frensis, postdoktorski istraživač na Univerzitetu u Leidenu.

Zbog toga disk oko HOPS-315 predstavlja odličan analog za proučavanje naše kosmičke prošlosti. Kako kaže van ’t Hof, „ovaj sistem je jedan od najboljih koje poznajemo za istraživanje procesa koji su se odvijali u našem Sunčevom sistemu.“ Takođe, pruža astronomima novu priliku da proučavaju rano formiranje planeta kao zamenika za mlade sunčeve sisteme širom galaksije.

Astronom ESO-a i evropski menadžer programa ALMA, Elizabet Hamfris, koja nije učestvovala u istraživanju, kaže: „Oduševljena sam ovom studijom koja otkriva izuzetno ranu fazu formiranja planeta. Ukazuje na to da HOPS-315 može da nam pomogne da razumemo kako je nastao naš Sunčev sistem. Ovi rezultati pokazuju zajedničku snagu JWST i ALMA teleskopa u proučavanju protoplanetarnih diskova.“

Više informacija
Ovo istraživanje je predstavljeno u radu „Detektovana kondenzacija refraktornog čvrstog materijala u uvučenom protoplanetarnom disku“ (Refractory solid condensation detected in an embedded protoplanetary disk, doi:10.1038/s41586-025-09163-z), koji će biti objavljen u časopisu Nature.

Tim istraživača čine:
M. K. McClure (Opservatorija Leiden, Univerzitet u Leidenu, Holandija),
M. van ’t Hoff (Univerzitet Mičigen, SAD; Univerzitet Perdju, SAD),
L. Francis (Leiden),
Edwin Bergin (Mičigen),
W. R. M. Rocha (Leiden),
J. A. Sturm (Leiden),
D. Harsono (Nacionalni univerzitet Cing Hua, Tajvan),
E. F. van Dishoeck (Leiden),
J. H. Black (Univerzitet Čalmers, Švedska),
J. A. Noble (CNRS, Francuska),
D. Qasim (Southwest Research Institute, Teksas, SAD),
E. Dartois (CNRS, Francuska).

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je međunarodni astronomski objekat koji predstavlja partnerstvo ESO-a, Nacionalne naučne fondacije SAD (NSF) i Nacionalnih instituta za prirodne nauke Japana (NINS), u saradnji sa Čileom. ALMA finansiraju: ESO (u ime svojih država članica), NSF (u saradnji sa Kanadskim nacionalnim istraživačkim savetom – NRC i Tajvanskim nacionalnim savetom za nauku i tehnologiju – NSTC) i NINS (u saradnji sa Akademijom Sinika i Korejskim institutom za astronomiju i svemirske nauke – KASI). Izgradnju i rad ALMA-e vode: ESO, Nacionalna radioastronomska opservatorija (NRAO) u ime Severne Amerike i Japanska nacionalna astronomska opservatorija (NAOJ) u ime Istočne Azije. Zajednička ALMA opservatorija (JAO) obezbeđuje jedinstveno upravljanje izgradnjom, puštanjem u rad i radom ALMA-e.

Evropska južna opservatorija (ESO) omogućava naučnicima širom sveta da otkrivaju tajne Univerzuma za dobrobit čovečanstva. Projektujemo, gradimo i upravljamo opservatorijama svetske klase, koje astronomi koriste kako bi odgovarali na uzbudljiva pitanja i širili fascinaciju astronomijom, kao i da bismo podstakli međunarodnu saradnju u ovoj oblasti. ESO je osnovan 1962. kao međuvladina organizacija i danas ga podržava 16 država članica (Austrija, Belgija, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Irska, Italija, Holandija, Poljska, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Ujedinjeno Kraljevstvo), zajedno sa državom domaćinom Čileom i Australijom kao strateškim partnerom. ESO ima sedište, centar za posetioce i planetarijum u blizini Minhena, dok se njegove opservatorije nalaze u čileanskoj pustinji Atakama, jedinstvenom mestu za posmatranje neba. ESO upravlja trima lokacijama za posmatranje: La Silla, Paranal i Chajnantor. Na Paranalu se nalazi Veoma veliki teleskop (VLT), kao i VISTA i drugi teleskopi za istraživanja. Na Paranalu će takođe biti smešten najveći svetski opservatorijum za gama-zračenje – Južni CTA. ESO, zajedno sa međunarodnim partnerima, upravlja ALMA teleskopom na Chajnantoru. Na obližnjem Cerro Armazones ESO gradi „najveće oko sveta ka nebu“ — Ekstremno veliki teleskop (ELT). Iz kancelarija u Santjagu ESO podržava svoje operacije u Čileu i sarađuje sa čileanskim partnerima i društvom.