Človeštvo o svojih koreninah ve marsikaj. Raziskuje drevo življenja, analizira geološke ostaline na Zemlji, zgodovinarji ugotavljajo zgodovinska dejstva. O eni stvari pa je zelo težko pisati zgodovino: o Osončju samem. O izvoru vseh atomov v nas in okoli nas, o testu in moki, iz katere je na koncu zrasel kruh življenja. Ni priče tega dogajanja in ni fotografij o njem, zato bo družinski album Osončja za svoje najzgodnejše dni za vedno ostal prazen.

Največ, kar lahko astrofiziki počnejo s tem pračasom, so teorije in suhi modeli, kako naj bi se rojstvo sploh zgodilo.

Najširše sprejeti model pravi, da se je vse skupaj začelo v ogromnem oblaku plinov in finih prašnih delcev. Kraljeval je precej večjemu območju, kot je tisto, ki ga naše Osončje zajema danes. Raztezal naj bi se na več kot štirih milijonih astronomskih enot (en ae je enak povprečni razdalji med Zemljo in Soncem) ali 65 svetlobnih let. To je bila obsežna molekularna meglica, podobna tisti na Hubblovi fotografiji desno.

Začelo se je v megli
Stabilnost oblaka je verjetno porušil oblet kakšnega večjega vesoljskega objekta. Z zelo posplošeno primerjavo: kot bi večji roj mušic nekoliko raznesel mimo drveči kolesar. Drugi morebiten vzrok za porušeno stabilnost meglice je šok zaradi bližnje eksplozije supernove. Vsekakor se je veliki oblak začel vdajati gravitaciji in zgoščevati v nekaj manjših, od 2.000 do 20.000 astronomskih enot obsegajočih jeder. Eno izmed njih je bil naš pradom, predsončna meglica.

Ko se je oblak manjšal in zgoščeval, se je začenjal material v njem vse hitreje vrteti okoli središča in se posledično segrevati. Težnost je večino snovi pognala v osredje predsončne meglice, kjer se je oblikovala gosta in vroča protozvezda. Ta se še ni "vžgala", proces zlivanja jeder ali fuzija se pred 4,56 milijarde let še ni začela. Za okoli 100 AU-jev v vsako smer od nje se je raztezal protoplanetarni disk vse preostale snovi, ki se je polagoma sploščil in zažarel. Še približno dodatnih 50 milijonov let je bilo treba, da se je osrednja protozvezda dovolj zgostila in sesedla, da je zaradi pritiska v notranjosti začela proces fuzije. Praosončje s protoplanetarnim diskom, v katerem so se polagoma začeli zgoščevati planeti, je bilo rojeno.

Kako pa je bilo videti? Tega ne bomo nikoli neposredno videli. Lahko pa posredno. Tako, da uzremo druge planetarne sisteme v nastajanju. Še do pred kratkim je bilo to skorajda nemogoče ali pa so bili posnetki tako nizkokakovostni, da si običajen Zemljan z njih ni mogel odnesti česa bistvenega.

Preboj je pred borimi nekaj leti prinesel nenavaden observatorij ALMA, sestavljen iz številnih manjših sprejemnikov, ki lahko potujejo po puščavi in s tem precej večajo ali manjšajo ločljivost.

Dvajset jih je
Zdaj je ALMA (Atacama Larghe Meter/submilimeter Array) postregel z eno največjih pošiljk nasploh. V visoki ločljivosti je fotografiral kar 20 bližnjih protoplanetarnih diskov, torej planetarnih sistemov v nastajanju. Na posnetkih lahko vidimo približke tega, kakšen je bil naš dom, Osončje, v prvih nekaj milijonih let.
Raziskava je objavljena v desetih člankih revije Astrophysical Journal Letters.

Sled misli pripelje do vprašanja, koliko življenjskih oblik – morebiti celo civilizacij – bo fotografiranim diskom reklo "dom"? Morda nič, morda veliko. Mogoče je tisto, kar gledamo na teh 20 posnetkih, štafeta življenja. Zemlja bo čez kakšno milijardo let za življenje neprimerna, saj se bo Sonce povečalo in jelo vreti oceane. In če sklepamo s časovnice razvoja biotskega na Zemlji, bi ravno takrat lahko na razmeroma sosednjih sistemih cvetel enocelični živelj.

Posneti protoplanetarni diski so izjemno mladi, nekateri izmed njih štejejo zgolj milijon let, torej so nastali še v časih homo habilisa, spretnega človeka. Na fotografijah so dobro vidne podrobnosti, saj je ALMA (glede na oddaljenost) lahko razločila tudi eno astronomsko enoto široke objekte. Posledično je mogoče razbrati prstane in razprtine med njimi, ki nakazujejo prisotnost tatinskega protoplaneta, goltajočega okoliško snov. To sicer ni stvar avtomatizma: prostor med prstani je res po vsej verjetnosti delo nastajajočega planeta, a ne nujno. Na delu bi lahko bili tudi drugi naravni procesi, denimo težnostna interakcija znotraj diska, piše v sporočilu za javnost ameriškega Nacionalnega instituta za radioastronomijo.

Od majhnih do zelo velikih
Glede na velikost vzorca 20 protoplanetarnih diskov so znanstveniki sklepali, da so očitno praznine in prstani, ponekod tudi spiralne strukture, reden pojav pri tovrstnih vesoljskih strukturah. Do zdaj namreč ni bilo samoumevno, da so običajnost, diski bi lahko bili tudi povsem gladki.
Ugotovili so še, da so praznine in prstani zelo različno oddaljeni od matičnih zvezd, ponekod le nekaj astronomskih enot, drugje več kot 100 ae. Za primerjavo: tirnica zadnjega (znanega) planeta Osončja je na 30 astronomskih enotah.

Videni pojavi bi lahko pojasnili nekaj zagonetk o nastanku planetarnih sistemov. Natančneje, kako lahko kamniti, Zemlji podobni planeti, nastanejo in se večajo. Astronome namreč že dolgo muči slednja teoretična predpostavka: ko prašnata telesa enkrat zrastejo do določene velikosti, denimo centimetra premera, bi jih morala dinamika gladkega protoplanetarnega diska povleči v zvezdo. Nikoli ne bi nabrali mase, kot so jo Venera, Mars in Zemlja.

Gosti prstani prahu, kot jih je ujel ALMA, pa so na pogled pravšnja planetarna zibelka. Višja gostota, koncentracija prašnatih delcev lahko ustvari motnje v disku, področja, kjer imajo planetoidi več časa za razvoj.

Raziskovalci so še izpostavili njim najzanimivejšo interpretacijo videnega: večji planeti v rangu Neptuna ali Saturna se pojavijo zelo hitro, vsekakor hitreje, kot to dovoljujejo uveljavljene teorije. Nadalje, takšni planeti pogosto nastanejo na velikih oddaljenosti od matične zvezde. To tudi omogoči obstoj manjšim, kamnitim planetom.

Video 1: Ponazoritev diska, delo Nacionalnega inštituta za radioastronomijo (ZDA)

Video 2: Nasina ponazoritev nastanka, zažaritve protoplanetarnega diska