Czy w takim chaosie mogą powstać planety? Hubble pokazał dysk, który łamie schematy

Astronomowie przyzwyczaili się, że kosmos potrafi zaskakiwać, ale czasem trafia się odkrycie, które podważa fundamenty dotychczasowej wiedzy. Teleskop Kosmiczny Hubble’a prawdopodobnie właśnie dostarczył takiego przypadku, rejestrując obiekt zmuszający do ponownego przemyślenia, jak rodzą się układy planetarne.
...

W praktyce takie wstrząsy dla teorii zdarzają się najczęściej wtedy, gdy dostajemy nowy typ danych albo wyjątkowo korzystną geometrię obserwacji. W planetogenezie to szczególnie ważne, bo większość dysków protoplanetarnych widzimy pod kątem, w rozdzielczości niewystarczającej do śledzenia subtelnych struktur. A to właśnie detale – zmarszczki, falowania, asymetrie i cienie – mówią najwięcej o tym, co dzieje się z materią, zanim powstaną planety.

Chodzi konkretnie o dysk protoplanetarny IRAS 23077+6707, nazwany Dracula’s Chivito. Nie jest to zwykły dysk. Jego skala absolutnie poraża wyobraźnię, a struktura przyprawia o zawrót głowy nawet doświadczonych badaczy. Wygląda na to, że natura w jednym ze swoich zakątków postanowiła napisać podręcznik do planetogenezy od nowa.

Obserwacje Hubble’a burzą dotychczasowe teorie. W dysku Dracula’s Chivito panuje całkowity chaos

Dotychczasowe modele formowania się planet opierały się na wizji względnie uporządkowanych dysków. Miały to być spokojne, płaskie struktury, gdzie pył i gaz regularnie krążyły wokół młodej gwiazdy, stopniowo zlepiając się w planetarne zarodki. Dracula’s Chivito, oddalony o około 1000 lat świetlnych, pokazuje coś zupełnie przeciwnego. To istna kosmiczna wichura uwięziona w gigantycznej skali. Jego średnica to prawie 400 miliardów mil, co przekłada się na około 644 miliardy kilometrów. To sprawia, że jest około czterdzieści razy szerszy od naszego całego Układu Słonecznego łącznie z Pasmem Kuipera.

Sama wielkość robi wrażenie, ale równie ważne jest to, co taka skala oznacza fizycznie. Im większy dysk, tym trudniej utrzymać go w idealnie płaskiej geometrii. Na dużych promieniach materia jest słabiej związana grawitacyjnie, bardziej podatna na zaburzenia z zewnątrz, a jej dynamika łatwiej wpada w niestabilności. To trochę jak z ogromnym, cienkim arkuszem: w małej skali da się go utrzymać w ryzach, w dużej – zaczyna falować i łapać deformacje od byle impulsu.

Najbardziej uderzający jest jednak wygląd tego dysku. Zamiast gładkiego, cienkiego pancaka materii, Hubble ukazał gęstą, spowitą w łachmany strukturę, która całkowicie zasłania centralną gwiazdę – prawdopodobnie pojedynczą lub podwójną. Materia wystaje daleko poza płaszczyznę dysku, tworząc poszarpane włókna i filamenty. To bardziej przypomina burzliwy ocean w czasie sztormu niż spokojne wody jeziora.

Co kluczowe, ta chaos jest wyraźnie asymetryczny. Najdłuższe i najbardziej złożone struktury widoczne są tylko po jednej stronie obiektu, co sugeruje, że w systemie wciąż trwają gwałtowne procesy, być może związane z opadaniem nowej materii lub oddziaływaniem z otoczeniem.

Kristina Monsch z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian zwraca uwagę na unikalną perspektywę obserwacji: „Widzimy dysk niemal z boku, co pozwala śledzić jego podstruktury w świetle widymalnym z niespotykaną dotąd szczegółowością”. Dzięki temu Dracula’s Chivito staje się naturalnym laboratorium do badania najbardziej turbulentnych środowisk, w których mogą lub nie mogą – tworzyć się planety.

fot. NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA); Joseph DePasquale (STScI)

Materiał na dziesiątki planet. Masa dysku wskazuje na możliwość formowania się wielu gazowych gigantów

Masa całego tego kosmicznego bałaganu jest oszałamiająca. Szacuje się, że dysk zawiera od dziesięciu do trzydziestu razy więcej materii niż Jowisz. Teoretycznie jest to więc wystarczający zapas budulca, by uformować całą rodzinę gazowych olbrzymów, a może i coś więcej. Pytanie, czy w tak dynamicznym i niestabilnym środowisku procesy prowadzące do powstania planet w ogóle mają szansę się rozpocząć, pozostaje otwarte. Nasze dotychczasowe rozumienie tych mechanizmów opiera się na znacznie spokojniejszych przykładach.

Joshua Bennett Lovell, również z CfA, podkreśla wartość tych obserwacji: „Hubble zapewnił naukowcom miejsce w pierwszym rzędzie, aby obserwować chaotyczne procesy kształtujące dyski podczas tworzenia nowych planet – procesy, których jeszcze w pełni nie rozumieją, ale które mogą teraz badać w zupełnie nowy sposób”. Asymetria dysku jest tu kluczem, wskazówką, że mamy do czynienia z systemem w trakcie gwałtownych przemian.

Wyniki badań opublikowane pod koniec 2025 roku w The Astrophysical Journal rodzą więcej pytań niż odpowiedzi. Podstawowe fizyczne procesy formowania planet są pewnie uniwersalne, ale skala i dynamika zaobserwowana w Dracula’s Chivito jasno pokazują, że przyroda ma w zanadrzu scenariusze wykraczające daleko poza nasze dotychczasowe, dość schludne modele. To odkrycie nie zamyka żadnego rozdziału w astronomii, a raczej otwiera nowy, pełen niewiadomych. Pokazuje, że droga od pyłowego obłoku do gotowego układu planetarnego może w niektórych przypadkach być niezwykle wyboista i nieprzewidywalna. Perspektywa jest fascynująca, choć na twarde wnioski przyjdzie nam jeszcze długo poczekać.