Когда мы смотрим на звезды, нами, как правило, движет не тоска по далеким глубинам космического пространства. Когда мы смотрим туда, мы действительно оглядываемся назад на самих себя. Мы пытаемся понять свое место в невообразимых просторах Вселенной. Один из самых животрепещущих вопросов, который движет нами, заключается в том, насколько мы уникальны. Возникла ли жизнь только здесь, на Земле, или наша галактика объединилась с ней? Самый первый шаг к выяснению этого — понять, насколько на самом деле особенной является Земля - и, как следствие, вся наша солнечная система. Для этого необходимы знания о том, как на самом деле формируются солнечные системы. И это именно то, что мы с коллегами начали раскрывать в новой серии исследований областей звездообразования. За последние десятилетия астрономы обнаружили более 5000 планет вокруг далеких звезд — так называемых экзопланет. Теперь мы знаем, что планет настолько много, что вы можете посмотреть практически на любую звезду в ночном небе и быть почти уверенным, что планеты вращаются вокруг нее. Но как выглядят эти планеты?
Первая планета, обнаруженная вокруг звезды, похожей на Солнце, стала для нас шоком. Это был так называемый горячий Юпитер, массивный газовый гигант, который обращается вокруг своей родительской звезды по такой узкой орбите, что продолжительность года составляет всего четыре дня. Это действительно чужой мир, которому нет равных в нашей собственной солнечной системе. После этого первого новаторского открытия астрономы пошли дальше и обнаружили плотно упакованные системы суперземель, скалистые планеты в несколько раз массивнее Земли, а также потрясающие газовые гиганты на вековых орбитах вокруг своей родительской звезды. Из множества обнаруженных нами планетных систем ни одна не сравнится с нашей солнечной системой. На самом деле большинство из них совершенно разные. Чтобы понять, как возникли все эти различные системы, мы должны обратиться к самому началу. И это величественные диски из пыли и газа, которые окружают самые молодые звезды. Это питомники, которые в конечном итоге приведут к появлению новых планетных систем.
Эти диски представляют собой огромные объекты, протяженность которых в несколько сотен раз превышает расстояние между Землей и Солнцем. Однако на небе они кажутся крошечными. Это связано с тем, что даже ближайшие из них, которые находятся практически на заднем дворе нашей галактики, находятся на расстоянии от 600 до 1600 световых лет. Это крошечное расстояние, если учесть, что галактика Млечный Путь имеет диаметр более 100 000 световых лет, но это все равно означает, что свету, самому быстрому веществу во Вселенной, требуется до 1600 лет, чтобы достичь нас оттуда. Типичный размер одного из этих планетарных питомников, если смотреть с Земли, составлял бы угол в 1 "угловую секунду" на небе, что эквивалентно 3600-й доле градуса. Если рассматривать это в перспективе, то это все равно что пытаться наблюдать за человеком, стоящим на вершине Эйфелевой башни, с расстояния 500 км в столице Нидерландов Амстердаме.
Чтобы наблюдать за этими дисками, нам нужны самые совершенные и крупнейшие телескопы. И нам нужны сложные приборы, способные корректировать атмосферную турбулентность, которая размывает наши изображения. Это немалый инженерный подвиг, поскольку приборы последнего поколения доступны только около десяти лет. Используя "Очень большой телескоп" Европейской южной обсерватории, VLT, и камеру Sphere extreme adaptive optics, мы приступили к исследованию близлежащих молодых звезд. Наша команда, состоящая из ученых из более чем десяти стран, смогла наблюдать более 80 из этих молодых звезд в удивительных деталях — наши результаты опубликованы в серии статей в журнале Astronomy and Astrophysics. Все снимки были сделаны в ближнем инфракрасном свете, невидимом человеческому глазу. На них виден свет от далеких молодых звезд, отражающийся от крошечных пылевых частиц в дисках. Эта пыль очень похожа на песок на пляже и в конечном итоге собирается в комки, образуя новые планеты.
То, что мы обнаружили, было удивительным разнообразием форм этих планетарных питомников. Некоторые из них имеют огромные кольцевые системы, другие - большие спиральные рукава. Некоторые из них гладкие и спокойные, а другие оказываются в эпицентре шторма, когда на них дождем обрушиваются пыль и газ из окружающих звездообразующих облаков. Хотя мы ожидали некоторого такого разнообразия, наше исследование впервые показывает, что это справедливо даже в пределах одних и тех же областей звездообразования. Таким образом, даже планетные системы, которые формируются в пределах одного и того же района, могут сильно отличаться друг от друга. Обнаружение такого широкого спектра дисков позволяет предположить, что огромное разнообразие обнаруженных к настоящему времени экзопланет является следствием такого широкого спектра планетарных питомников. В отличие от Солнца, у большинства звезд в нашей галактике есть спутники, причем две или более звезд вращаются вокруг общего центра масс.
Рассматривая созвездие Ориона, мы обнаружили, что звезды в группах из двух или более с меньшей вероятностью будут иметь большие планетообразующие диски, чем одинокие звезды. Это полезно знать при поиске экзопланет. Другим интересным открытием стало то, насколько неровными были диски в этом регионе, что позволяет предположить, что в них могут находиться массивные планеты, которые деформируют диски. Следующим шагом в нашем исследовании будет установление связи между конкретными планетами и их питомниками, чтобы понять, как могли сформироваться различные системы в деталях. Мы также хотим еще больше приблизить самые внутренние области этих дисков, в которых, возможно, уже формируются планеты земной группы, подобные нашей собственной Земле. Для этого мы будем использовать телескопы следующего поколения, возглавляемые "Чрезвычайно большим телескопом" Европейской южной обсерватории, который сейчас строится в чилийской пустыне Атакама. Предстоит ответить на множество вопросов. Но благодаря нашему исследованию мы теперь знаем, что самый первый шаг на долгом пути к зарождению жизни - это совершенно прекрасный шаг.
