Astronomowie wykonali bezprecedensowe zdjęcia układów planetarnych w okresie ich burzliwego okresu dojrzewania, kiedy dochodzi do gwałtownych zderzeń i szybkiej ewolucji. Korzystając z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), badacze zaobserwowali szczątki wokół młodych gwiazd, rzucając światło na chaotyczne procesy kształtujące rozwój planet, w tym zdarzenia takie jak uderzenie, które doprowadziło do powstania Księżyca na Ziemi.
Brakujące ogniwo w ewolucji planet
Przez wiele lat naukowcy badali wczesne etapy formowania się planet („fotografie dziecka”) i stosunkowo stabilne dojrzałe układy. Jednakże pośrednia faza „nastoletnia”, kiedy planety zderzają się, migrują i zmieniają swoje orbity, pozostaje w dużej mierze niewykryta. To nowe badanie wypełnia tę lukę, dostarczając krytycznego wglądu w to, jak systemy planetarne przechodzą od chaotycznych żłobków do stabilnych konfiguracji.
Obserwacje ALMA skupiały się na 24 dyskach śmieci – pozostałościach po formowaniu się planet – wokół młodych gwiazd. Dyski te są tysiące razy słabsze od swoich młodszych odpowiedników, co sprawia, że do tej pory były wyjątkowo trudne do zbadania.
Starcia i chaos: charakterystyczna cecha systemów dorastających
Dane ujawniają zaskakujący stopień złożoności. Zamiast prostych, jednolitych pierścieni dyski pokazują wiele pierścieni, szerokie halo i nieoczekiwane skupiska – dowody ciągłych zderzeń i zaburzeń orbitalnych. Potwierdza to, że faza nastoletnia to okres skrajnych wstrząsów, kiedy planety nie ustabilizowały się jeszcze na swoich orbitach.
Jak wyjaśnił członek zespołu Sebastian Marino: „Widzimy prawdziwą różnorodność… ukazującą dynamiczny i pełen przemocy rozdział w historii planety”.
Echa przeszłości naszego Układu Słonecznego
Odkrycia te dotyczą nie tylko odległych egzoplanet. Te same gwałtowne procesy obserwowane w tych młodych układach prawdopodobnie miliardy lat temu utworzyły nasz Układ Słoneczny. Pas Kuipera, obszar poza Neptunem wypełniony lodowymi pozostałościami, jest dowodem tych starożytnych uderzeń i migracji planet. Nawet powstanie Księżyca na Ziemi mogło być wynikiem tej samej chaotycznej fazy nastoletniej.
Dlaczego to ma znaczenie: zrozumienie pochodzenia planet
Badania te są istotne, ponieważ dostarczają bezpośrednich dowodów na fizyczne mechanizmy napędzające ewolucję planet. Badając te układy egzoplanet, możemy udoskonalić nasze modele powstawania i migracji planet oraz uzyskać głębsze zrozumienie warunków, które doprowadziły do powstania naszego własnego Układu Słonecznego. Zdolność ALMA do łączenia danych z 66 radioteleskopów dostarcza niespotykanych dotąd szczegółów, potwierdzając, że nastoletnia faza układów planetarnych to czas wielkich wstrząsów.
„Dyski te rejestrują okres, w którym orbity planet ulegały przetasowaniu, a ogromne uderzenia… utworzyły młode układy słoneczne” – mówi członek zespołu Luca Matra.
Podsumowując, obserwacje te stanowią punkt zwrotny w badaniach egzoplanet. Odkrywając chaotyczną dynamikę dojrzewania planet, naukowcy zdobywają bezcenny wgląd w gwałtowne, ale niezbędne procesy kształtujące układy planetarne, w tym nasz własny.
