على بُعد 1,300 سنة ضوئية من الأرض، تمكّن علماء الفلك من رصد الشرارة الأولى لتكوين نظام كوكبي جديد، في حدث يتيح لنا لمحة نادرة عن كيفية نشوء الأنظمة الشمسية، بما في ذلك نظامنا الشمسي.
من خلال التعاون بين تلسكوب جيمس ويب الفضائي ومصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/دون المليمترية، تمكن العلماء من التقاط إشارات تكوّن كواكب جديدة. وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة نيتشر، إذ وصف العلماء ما رصدوه بأنه يشبه «التصوير بالموجات فوق الصوتية» للكواكب في مراحل تكوّنها الأولى.
النجم الذي تم رصده يُسمى HOPS-315، وهو نجم وليد يُظهر بداية تكوّن كواكب، لكنه لم يصل بعد إلى مرحلة تكوّن الكواكب الكاملة، بل يحتوي النجم على كواكب مصغرة، وهي قطع صغيرة من الحطام الفضائي التي ستتجمع في النهاية لتشكل كواكب. وتظهر الدراسة دلائل على تبريد غاز أول أكسيد السيليكون، الذي يتحول إلى معادن بلورية صلبة – وهي اللبنات الأساسية التي ستصبح كواكب في المستقبل، بعد فترة طويلة جدًا من الزمن.
وفي تصريح لها، قالت ميليسا ماكلور من جامعة لايدن: «هذا هو أول مرحلة لتكوين الكواكب التي تُرصد خارج نظامنا الشمسي». ومن قبل، كانت جميع الأنظمة الكوكبية التي رصدها العلماء قد وصلت إلى منتصف مرحلة تكوّن كواكبها، لكن HOPS-315 لا يزال في المراحل الأولى من تفاعلاته الكيميائية، مما يجعل اكتشافه محوريًا لفهم هذه العمليات.
لتوضيح هذا التشبيه، يمكننا أن نفكر في عملية تكوين النظام الكوكبي كما لو كانت عملية خبز كعكة. قبل أن يتم خبز الكعكة، يجب بناء الفرن أولاً. النجم في HOPS-315 هو قزم برتقالي، كتلته 60% من كتلة الشمس، مما يعني أنه في مرحلة أولية للغاية ولن يصبح نجمًا شبيهًا بالشمس إلا بعد حوالي مليون سنة.
ما يجعل هذا الاكتشاف مثيرًا بشكل خاص هو تشابه النظام الكوكبي HOPS-315 مع نظامنا الشمسي عندما كان في مرحلة تكوّن أولية. وتشير إحدى البقع الساخنة المتوهجة في النظام، التي تقع على بُعد 2.2 وحدة فلكية من النجم الوليد، إلى أن الكواكب المستقبلية ستتجمع في هذه الكتلة المغبرة لتشكل نظامًا كوكبيًا مكتملًا.
على الرغم من أن HOPS-315 هو نظام شمسي صغير، إلا أنه يقدم لنا لمحة حية عن كيفية ولادة نظامنا الشمسي، ويمنحنا نافذةً فريدة لفهم الكون.
Located 1,300 light-years from Earth, astronomers have managed to observe the first spark of a new planetary system's formation, in an event that provides us with a rare glimpse into how solar systems arise, including our own solar system.
Through the collaboration between the James Webb Space Telescope and the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, scientists were able to capture signals of new planet formation. The results of the study were published in the journal Nature, where the scientists described what they observed as resembling "ultrasound imaging" of planets in their early formation stages.
The star that was observed is called HOPS-315, a newborn star showing the beginning of planet formation, but it has not yet reached the stage of forming complete planets; rather, the star contains mini-planets, which are small pieces of space debris that will eventually coalesce to form planets. The study shows evidence of cooling silicon monoxide gas, which turns into solid crystalline minerals – the building blocks that will become planets in the future, after a very long time.
In a statement, Melissa McClure from Leiden University said, "This is the first stage of planet formation that has been observed outside our solar system." Previously, all planetary systems observed by scientists had reached the mid-stage of their planet formation, but HOPS-315 is still in the early stages of its chemical reactions, making its discovery pivotal for understanding these processes.
To clarify this analogy, we can think of the process of planetary system formation as if it were the process of baking a cake. Before the cake can be baked, the oven must be built first. The star in HOPS-315 is an orange dwarf, with a mass 60% that of the Sun, which means it is in a very early stage and will not become a Sun-like star for about a million years.
What makes this discovery particularly exciting is the similarity of the HOPS-315 planetary system to our solar system when it was in its early formation stage. One of the glowing hot spots in the system, located 2.2 astronomical units from the newborn star, indicates that future planets will gather in this dusty mass to form a complete planetary system.
Although HOPS-315 is a small solar system, it offers us a vivid glimpse into how our solar system was born, providing us with a unique window to understand the universe.