Các nhà thiên văn học đang bắt đầu tìm thấy cấu trúc xoắn ốc trong việc hình thành các hệ mặt trời, được dự đoán trước đó bởi lý thuyết.
Quét cánh tay xoắn ốc trong đĩa hình thành hành tinh xung quanh ngôi sao trẻ Elias 2-27. Hình ảnh qua B. Saxton (NRAO / AUI / NSF); ALMA (ESO / NAOJ / NRAO).
Vào năm 1920, hai nhà thiên văn học nổi tiếng đã tổ chức một cuộc tranh luận được gọi là Cuộc tranh luận lớn. Vào thời điểm đó, các thiên hà xoắn ốc được gọi là tinh vân xoắn ốc và không ai biết liệu chúng có ở gần chúng ta hay ở rất xa không. Trong cuộc tranh luận năm 1920, Heber D. Curtis lập luận rằng các tinh vân xoắn ốc rất xa, các thiên hà rộng lớn như Dải Ngân hà của chúng ta, bao gồm các ngôi sao. Harlow Shapley lập luận rằng vũ trụ của chúng ta chỉ có một thiên hà - Dải Ngân hà của chúng ta - và rằng tinh vân xoắn ốc là những đám mây khí gần đó, có lẽ hình thành các hệ mặt trời. Trong nhiều thập kỷ, Curtis đã được coi là chính xác; các tinh vân xoắn ốc hóa ra không phải là các hệ mặt trời gần đó, mà là các thiên hà xa xôi với hàng tỷ ngôi sao của riêng chúng. Nhưng thiên nhiên yêu thích xoắn ốc. Và bây giờ các nhà thiên văn học đang bắt đầu tìm thấy cấu trúc xoắn ốc trong việc hình thành các hệ mặt trời.
Lý thuyết thiên văn cho thấy điều này nên xảy ra, nhưng giai đoạn tiến hóa phải ngắn gọn và khó nắm bắt. Giờ đây, mảng Atacama Large Millimét / Subillim Array (ALMA) mạnh mẽ - đã trực tuyến chính thức vào tháng 3 năm 2013 - đã trực tiếp quan sát một cấu trúc xoắn ốc xung quanh ngôi sao trẻ Elias 2-27. Đây là quan sát đầu tiên của loại hình này.
Các cánh tay xoắn ốc quét quanh ngôi sao trung tâm gợi nhớ đến một thiên hà xoắn ốc, nhưng ở quy mô nhỏ hơn nhiều.
Ngôi sao trẻ Elias 2-27 nằm trong khu phức hợp hình thành sao Ophiuchus. Hình ảnh thông qua L. Pérez (MP IfR), B. Saxton (NRAO / AUI / NSF), ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA / JPL Caltech / WISE Team.
Elias 2-27 nằm cách Trái đất khoảng 450 năm ánh sáng theo hướng đến chòm sao Ophiuchus the Serpent Bearer. Nó trong phạm vi mà các nhà thiên văn học gọi là phức hợp hình thành sao Ophiuchus, một vùng không gian nơi có nhiều ngôi sao mới đang hình thành và là một trong những khu vực gần nhất với mặt trời của chúng ta.
Ngôi sao Elias 2-27 chỉ chứa khoảng một nửa khối lượng mặt trời của chúng ta, nhưng có một đĩa hình thành hành tinh lớn bất thường. Ngôi sao này rất trẻ, chỉ ước tính một triệu năm tuổi trái ngược với bốn rưỡi tỷ năm cho mặt trời của chúng tôi. Nó vẫn còn được bao bọc trong đám mây phân tử rộng lớn trong không gian mà nó đang hình thành, nó che giấu nó khỏi tầm nhìn khi nhìn thấy bằng kính viễn vọng quang học. ALMA có khả năng nhìn thấy ở các bước sóng làm cho ngôi sao này và cấu trúc bất thường của nó có thể nhìn thấy được.
Theo lý thuyết, một cấu trúc xoắn ốc sẽ xảy ra trong việc hình thành các hệ mặt trời do cùng một quá trình vật lý được cho là mang lại cho thiên hà Milky Way của chúng ta các nhánh xoắn ốc. Đó là, chúng là sản phẩm của những gì được gọi là sóng mật độ - trong trường hợp này, nhiễu loạn hấp dẫn trong các đĩa bao quanh các ngôi sao trẻ. Một tuyên bố từ Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia cho biết:
Trước đây, các nhà thiên văn học đã lưu ý các đặc điểm xoắn ốc hấp dẫn trên bề mặt của các đĩa hình thành hành tinh, nhưng không biết liệu những mô hình xoắn ốc tương tự này cũng xuất hiện sâu bên trong đĩa nơi diễn ra hành tinh.
ALMA, lần đầu tiên, có thể nhìn sâu vào giữa mặt phẳng của đĩa và khám phá ra dấu hiệu rõ ràng của sóng mật độ xoắn ốc.
Gần nhất với ngôi sao, ALMA tìm thấy một đĩa bụi phẳng quen thuộc, kéo dài qua quỹ đạo của sao Hải Vương trong hệ mặt trời của chúng ta.
Ngoài thời điểm đó, ALMA đã phát hiện ra một dải hẹp với lượng bụi ít hơn đáng kể, có thể là dấu hiệu của một hành tinh đang hình thành.
Xuất hiện từ rìa ngoài của khoảng trống này là hai nhánh xoắn ốc kéo dài hơn 10 tỷ km so với ngôi sao chủ của chúng.