В 2008 году астрономы впервые заглянули в самое начало рождения планет, похожих на нашу Землю. Им удалось увидеть то, что прежде существовало лишь в теоретических моделях: раннюю стадию слипания пылевых частиц в протопланетном диске. И помогла в этом необычная двойная звезда с труднопроизносимым именем KH 15D.

Двойная система, спрятанная в пыли

KH 15D — это пара молодых звёзд, окутанных общим газопылевым диском. Диск этот по размерам сопоставим с орбитой Юпитера — не гигантский, но достаточно плотный, чтобы в нём шли активные процессы. Уникальность системы в её геометрии: диск расположен так, что периодически затмевает звёзды друг от друга, создавая естественную лабораторию для изучения его состава.

Именно эти затмения и позволили учёным зарегистрировать то, что раньше ускользало от наблюдений. Когда диск перекрывает свет одной из звёзд, его частицы начинают рассеивать излучение, и по характеру рассеяния можно судить о размерах пылинок. Расчёты показали: в диске KH 15D присутствуют частицы диаметром до миллиметра — настоящие гиганты по сравнению с субмикронной пылью, которую обычно находят в подобных структурах.

От пылинки к планете

По современным представлениям, планеты земного типа рождаются именно так: микроскопические крупицы в протопланетном диске сталкиваются, слипаются и постепенно растут, превращаясь сначала в миллиметровые агрегаты, затем в сантиметровые, метровые, километровые тела — планетезимали. Но самый первый шаг этого процесса — переход от пыли к макроскопическим частицам — долго оставался неуловимым для астрономов. Наблюдать частицы размером около миллиметра в диске, где ещё не сформировались крупные объекты, — это как поймать момент, когда снежинка превращается в снежок.

До открытия в KH 15D учёные видели в протопланетных дисках лишь мельчайшую пыль, чьи размеры не превышали долей миллиметра. Такая пыль хорошо поддаётся наблюдению в инфракрасном диапазоне, но она рассказывает скорее о сырье, чем о начале сборки. Миллиметровые же частицы говорят о том, что процесс укрупнения уже идёт, и он может протекать быстрее, чем предполагали модели.

Что дальше?

Обнаружение миллиметровых частиц в диске KH 15D — не просто галочка в списке предсказаний. Это возможность в реальном времени следить за тем, как из хаоса пыли и газа рождается упорядоченная планетная система. Следующий шаг — определить химический состав этих частиц. Если в них обнаружат силикаты или органические молекулы, это станет прямым указанием на то, что строительные блоки землеподобных планет формируются уже на самых ранних этапах.

Кстати, масштабы этого процесса во Вселенной могут быть колоссальными. Мы уже писали, что, по свежим оценкам, в одном только Млечном Пути может существовать более двух миллиардов планет, похожих на Землю. И каждая из них когда-то начиналась с такого же облака пыли, где миллиметровые крупицы сталкивались, слипались и за миллионы лет превращались в целые миры.

Наблюдения KH 15D продолжаются. Астрономы надеются, что уникальная геометрия системы позволит не только уточнить размеры частиц, но и зафиксировать их эволюцию — как они растут, меняют орбиты и, возможно, дают начало первым планетезималям. Если это удастся, мы впервые увидим рождение планеты не в компьютерной симуляции, а в реальном космосе.