Odkrycie ALMA zmienia naszą wiedzę o formacji systemów planetarnych
Obserwatorium ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) wciąż zaskakuje astronomów nowymi odkryciami. Tym razem instrument umieszczony w chilijskiej pustyni Atakama zajrzał w głąb niezwykłego układu zwanego Hamburgerem Gomeza (GoHam) i zaobserwował coś, co może zmienić nasze rozumienie tego, jak powstawały olbrzymie planety takie jak Jowisz. Wyniki badań zostały zaprezentowane 7 stycznia 2026 r. na corocznym zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Phoenix.
Dysk wart poznania
Układ zwany potocznie Hamburgerem Gomeza to młoda gwiazda otoczona niezwykłym dyskiem pyłu i gazu, położona w odległości około 900 lat świetlnych od Ziemi. To, co wyróżnia GoHam spośród tysięcy odkrytych dotąd dysków protoplanetarnych, to przede wszystkim jego rozmiary – jak wielki jest ten kosmiczny hamburger?
Bardzo wielki. Tlenek węgla (w postaci 12CO) rozciąga się od gwiazdy na odległość prawie 1000 jednostek astronomicznych – tyle, ile wynosi odległość do zewnętrznych części Pasa Kuipera. Dysk sięga wysokości kilkuset jednostek astronomicznych ponad i poniżej równika. To znacznie więcej niż typowe dyski protoplanetarne obserwowane wokół gwiazd podobnych do tej, którą otacza GoHam.
Warstwowa struktura – recepta na planety
Specjalną zaletą obserwacji GoHam jest jego orientacja. Dysk widoczny jest z Ziemi niemal krawędziowo – astronom patrzy na niego z boku, jakby zajrzał do wnętrza tego kosmicznego hamburgera. To daje niezwykłą możliwość bezpośredniego zbadania tego, jak warstwy gazu i pyłu układają się w pionie, od równika dysku aż do jego zewnętrznych części.
Obserwacje teleskopu ALMA w długościach milimetrowych ujawniły coś niezwykłego: dysk posiada doskonale zorganizowaną strukturę warstwową. Każda cząstka materii zajmuje swoją pozycję w przestrzeni, zgodnie z własnościami chemicznymi i fizyką promieniowania gwiazdowego:
- Tlenek węgla 12CO znajduje się najwyżej, daleko ponad równikiem dysku
- Tlenek węgla 13CO zajmuje pozycję pośrednią
- Monosiarczek węgla (CS) sąsiaduje bezpośrednio z równikiem, gdzie koncentruje się gęsty pył
- Tlenek siarki (SO) pojawia się w specyficznym łuku na jednej stronie dysku – a to może być najciekawsze odkrycie
Pył milimetrowy, materia będąca bezpośrednim budulcem przyszłych planet, tworzy cienką warstwę tuż przy równiku dysku, podczas gdy gazowe komponenty rozprzestrzeniają się znacznie szerzej.
Pierwsze objawy rodzącego się Jowisza?
Dlaczego ta struktura jest taka ważna dla astronomów zajmujących się formowaniem się planet? Odpowiedź pochodzi z jednego, szczególnie intrygującego odkrycia: łuku emisji tlenku siarki (SO) zlokalizowanego na jednej stronie dysku, tuż poza jego najjaśniejszą i najbogatszą w pył częścią.
Łuk ten idealnie pokrywa się z już wcześniej obserwowanym, gęstym skupiskiem materiału określanym mianem GoHam b. Skupisko to interpretuje się jako materię zapadającą się pod wpływem własnej grawitacji – a to może być obserwacyjnym potwierdzeniem jednych z najwcześniejszych faz formowania się ogromnej, orbitującej daleko od gwiazdy macierzystej planety. Innymi słowy, astronomowie mogą właśnie przyglądać się narodzinom młodego układu planetarnego na naszych oczach.
Charles Law, astronom z Uniwersytetu Wirginii i główny badacz tego projektu, skomentował znaczenie odkrycia: GoHam daje nam rzadki i wyraźny wgląd w pionową i radialną strukturę bardzo dużego, widocznego niemal krawędziowo dysku. To czyni go wzorcowym układem do testowania szczegółowych modeli ewolucji dysków i formowania się planet.
Asymetria – sekret szybkiego wzrostu planet
Interesujące jest również to, że dysk GoHam nie jest idealnie symetryczny. Jedna strona dysku wykazuje intensywniejszą i bardziej rozprzestrzenioną emisję pyłu niż druga – efekt spowodowany być może przez wir lub jakąś inne podobne zaburzenie w strukturze dysku. Takie asymetrie są kluczowe dla akumulacji materiału planetarnego, ponieważ pomagają uwięzić cząstki pyłu w określonej lokalizacji, umożliwiając ich szybsze kolizje i łączenie się w coraz większe obiekty.
Ponadto obserwacje wykazały obecność tzw. fotoodparowanego wiatru – zjawiska, w którym promieniowanie gwiazdy powoli wydmuchuje gaz z zewnętrznych części dysku w przestrzeń kosmiczną. To powoli likwiduje rezerwuar materiału dostępnego dla rosnących planet, co wskazuje, że GoHam znajduje się w stosunkowo zaawansowanym etapie ewolucji.
Dlaczego to ma znaczenie dla nas?
Odkrycia te są ważne z kilku powodów. Po pierwsze, GoHam staje się wzorcowym układem do testowania szczegółowych modeli ewolucji dysków i powstawania planet. Po drugie, ponieważ obserwujemy tu możliwe bardzo wczesne fazy formacji olbrzymiej planety, układ daje nam szansę na obserwacyjne potwierdzenie teorii, które do tej pory były głównie przedmiotem symulacji i modeli matematycznych.
Po trzecie wreszcie – a to dla nas, miłośników astronomii, może być najciekawsze – GoHam pokazuje, że procesy analogiczne do tych, które zachodziły wokół naszego Słońca sprzed 4,6 miliardów lat, zachodzą w kosmosie na naszych oczach. Dysk GoHam jest młody, aktywny i dynamiczny. Obserwując go, przyglądamy się nie tylko przeszłości naszego Układu Słonecznego, ale także przyszłości – przyszłości innych, rodzących się układów planetarnych rozsianym po całej Galaktyce.
Obserwatorium ALMA, tym razem wsparte obserwacjami w podczerwieni z Teleskopu Hubble’a i Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), pozwoliło astronomom na zajrzenie w głąb kosmicznego hamburgera. A rezultaty? Są smakowite dla każdego, kto interesuje się tego, skąd pochodzą planety – i być może, skąd pochodziliśmy my sami.
Źródła:
- ALMA Observatory. (2026, January 7). „A 'Cosmic Hamburger’ Offers New Clues to Giant Planet Formation.” Official Press Release.
- National Radio Astronomy Observatory / Phys.org. (2026, January 6). „ALMA devours cosmic 'hamburger,’ reveals potential for giant planet formation.”
- Law, C. L., et al. (in preparation). Research presented at American Astronomical Society 2026 Annual Meeting, Phoenix, AZ, January 4-8, 2026.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
