Астрономы обнаружили объект, который, вероятно, является формирующейся планетой, создающей сложные спиральные узоры в газопылевом диске вокруг молодой звезды. Это открытие может приблизить нас к разгадке того, как возникают планетные системы, подобные Солнечной.

Потенциальная экзопланета, находящаяся на ранней стадии формирования, «ваяет» спиральные рукава в протопланетном диске звезды HD 135344B (SAO 206462). Звезде всего около 10 миллионов лет, что делает ее младенцем по космическим меркам — для сравнения, возраст Солнца составляет около 4,6 миллиардов лет. HD 135344B расположена в области звездообразования Скорпиона OB2-3, в 440 световых годах от Земли.

Уникальные данные были получены с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории и его инструмента ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph). Если предположения ученых подтвердятся, это станет первым в истории случаем, когда формирующаяся планета была запечатлена непосредственно внутри протопланетного диска.

«Мы никогда не увидим, как родилась Земля, но здесь, вокруг молодой звезды, мы, возможно, наблюдаем рождение планеты в режиме реального времени», — заявил Франческо Майо, руководитель исследования из Флорентийского университета.

По оценкам команды, загадочный объект в два раза массивнее Юпитера и обращается вокруг звезды на расстоянии, сопоставимом с орбитой Нептуна (около 30 астрономических единиц). Планета-кандидат активно собирает материал из диска, оставляя за собой спиральные «борозды», напоминающие рукава галактик.

Планета-младенец в объятиях звездной пыли

Звезды формируются из коллапсирующих облаков газа и пыли, а вокруг молодых светил постепенно образуются протопланетные диски — колыбели будущих планет. Астрономы предполагают, что растущие планеты «вырезают» в этих дисках структуры: кольца, разрывы и спирали. Однако до сих пор обнаружить самих «скульпторов» было крайне сложно.

Ранние наблюдения HD 135344B при помощи инструмента SPHERE на VLT уже выявили спиральные рукава в ее диске, но тогда следов планеты найти не удалось. Новые данные ERIS позволили заглянуть глубже: слабый сигнал в основании одного из спиральных рукавов указал на присутствие формирующегося гиганта.

«В отличие от предыдущих исследований, здесь мы видим не косвенные признаки, а собственное свечение протопланеты, что значительно повышает уверенность в открытии», — пояснил Майо.

Что это значит для науки?

Открытие подтверждает теоретические модели, согласно которым массивные планеты на окраинах систем способны создавать спиральные структуры. Это также дает новые подсказки о ранних этапах эволюции газовых гигантов вроде Юпитера. Ученые планируют продолжить наблюдения с помощью телескопов нового поколения, таких как Extremely Large Telescope (ELT), который сможет напрямую изучать атмосферы таких протопланет.

«Сейчас мы стоим на пороге революции в исследовании экзопланет. Скоро мы не только найдем сотни новых миров, но и сможем увидеть, как они рождаются», — добавляет соавтор исследования, астрофизик ЕКА.

Открытие HD 135344B вписывается в растущий список молодых систем, где планетное формирование происходит «на наших глазах». Например, в 2018 году телескоп ALMA обнаружил аналогичные структуры в диске звезды HL Тельца, а в 2023 году JWST зафиксировал водяной пар в зоне формирования каменистых планет системы PDS 70. Однако HD 135344B уникальна тем, что здесь впервые удалось совместить обнаружение спиральных рукавов с прямыми свидетельствами присутствия протопланеты.

Ученые предполагают, что такие гиганты, как обнаруженный объект, могут влиять на распределение материала в диске, ускоряя одни процессы (например, формирование ледяных тел на окраинах) и подавляя другие (миграцию планет к звезде). В будущем сравнение HD 135344B с другими системами поможет понять, насколько типичен сценарий рождения Солнечной системы, где Юпитер, возможно, также играл роль «архитектора», перестраивавшего протопланетный диск.