Представьте: вы археолог, но вместо земли и пыли веков перед вами — бездна космоса, а ваши находки — не черепки, а свет, прошедший миллионы лет. Именно так работает Карла Мауко Коронадо, исследователь из Института астрономии Национального автономного университета Мексики. Она и её коллеги занимаются «космической археологией» — но ищут не следы древних цивилизаций, а разгадку того, как рождаются планеты.

Объекты их раскопок — протопланетные диски. Это гигантские вращающиеся облака газа и пыли вокруг молодых звёзд. Внутри этих дисков, похожих на космические блины, материя сталкивается, слипается и постепенно формирует зародыши планет. Процесс напоминает рождение самих звёзд: гравитация стягивает вещество в сгустки, а любые неоднородности в диске только ускоряют дело, создавая плотные ядра — будущие планеты у звёзд вроде нашего Солнца.

Химия на расстоянии в световые годы

Но как заглянуть в эти далёкие «колыбели»? Мауко Коронадо и её команда используют сразу несколько мощнейших инструментов. Среди них — наземный радиотелескоп ALMA в чилийской пустыне Атакама и космическая обсерватория «Джеймс Уэбб». Они ловят излучение, которое рассказывает о составе дисков.

Главный компонент — водород. За ним идёт углекислый газ. Но самое интересное — пылинки. В них находят соединения углерода, кремния и магния, похожие на земные кварцы, и даже кристаллические структуры. «Изучая форму и пики излучения, мы можем определить, насколько пыль кристаллизована, — объясняет астрофизик. — А это уже ключ к истории конкретного диска».

Как услышать тепло пыли

Чтобы расшифровать эти сигналы, учёные применяют два метода. Первый — спектроскопия. Свет звезды или нагревшегося диска пропускают через призму, и он распадается на частоты. Каждый элемент оставляет в спектре свой уникальный «штрих-код» — линии поглощения или излучения. Так выясняют, какие молекулы там есть и сколько их.

Второй метод — интерферометрия. Это высокоточная техника, где две волны света или радиоволн накладываются друг на друга, создавая чередование тёмных и светлых полос. По этим узорам можно измерить мельчайшие детали структуры диска. В миллиметровом диапазоне, с которым работает ALMA, интерферометрия позволяет увидеть тепловое излучение пыли, нагретой звездой, и даже уловить линии угарного и углекислого газа — верные признаки зон звездообразования.

Каждый диск — отдельная вселенная

Работа не ограничивается наблюдениями. В лабораториях астрономы, химики и астрохимики — специалисты на стыке наук — сравнивают полученные спектры с данными экспериментов. Это настоящая междисциплинарная охота за истиной.

Сейчас цель Мауко Коронадо — собрать статистику по множеству протопланетных дисков. Она изучает их как по отдельности, вникая в морфологию каждого, так и в массе, чтобы вывести общие закономерности. И вывод уже есть: двух одинаковых дисков не существует. «Каждый — это целый мир, со своей структурой пыли и газа», — говорит она.

Интересно, что все эти системы очень молоды по космическим меркам: звёздам в них не больше семи миллионов лет, а их масса — от одной десятой до трёх солнечных. Именно вокруг таких звёзд, похожих на наше Солнце в его младенчестве, и кружатся диски, где прямо сейчас, возможно, рождаются новые Земли.

Кстати, мы уже писали о смелых проектах на стыке астрономии и воображения — например, о попытках раэлитов построить посольство для инопланетян в Буркина-Фасо. Но «космическая археология» Мауко Коронадо — это не фантазия, а кропотливая работа с реальными данными, которая, возможно, однажды объяснит, насколько типична или уникальна наша собственная планетная система.