HST detekoval komety padající na mladou hvězdu

Mezihvězdná předpověď pro blízkou hvězdu zní: silný déšť komet. Hubbleův kosmický dalekohled HST objevil komety prudce padající do atmosféry hvězdy HD 172555, jejíž stáří se odhaduje na pouhých 23 miliónů roků. Stálice se nachází ve vzdálenosti 95 světelných roků od Země. Exokomety – komety mimo naši Sluneční soustavu – nebyly přímo pozorovány v okolí hvězdy, avšak jejich přítomnost byla odvozena na základě detekce plynů, které pravděpodobně vznikly vypařením zbytků jejich ledových jader.

Hvězda HD 172555 představuje třetí extrasolární soustavu, kde astronomové detekovali komety předurčené k záhubě. Ve všech případech se jedná o mladé soustavy – mladší než 40 milionů roků. Přítomnost těchto zanikajících komet poskytla nepřímé důkazy pro „gravitační ovlivňování“ způsobené neviditelnou planetou velikosti Jupitera, kde jsou komety gravitací tohoto hmotného tělesa odchýleny a katapultovány směrem na hvězdu. Tyto úkazy rovněž poskytly nový pohled na minulost a současnost aktivity komet ve Sluneční soustavě. Jedná se o mechanismus, kde padající komety mohly transportovat vodu na Zemi a další vnitřní planety Sluneční soustavy.

Astronomové objevili podobné jevy i v naší planetární soustavě. Tzv. „lízači Slunce“ (Sun-grazing) jsou komety běžně padající na Slunce. Kosmická sonda SOHO jich pozorovala již více než 3 000. „Pozorování těchto Sun-grazing komet v naší Sluneční soustavě a ve třech extrasolárních soustavách znamená, že tyto aktivity mohou být běžné v mladých hvězdných soustavách,“ říká vedoucí výzkumu Carol Grady, Eureka Scientific Inc., Oakland, Kalifornie a NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland. „Tyto úkazy představují aktivitu hvězdy mladistvého věku. Pozorování těchto komet nám umožňuje nahlédnout do období prvních dnů existence Sluneční soustavy, kdy komety bombardovaly vnitřní tělesa našeho planetárního systému včetně Země. Ve skutečnosti tyto komety jsou možným zdrojem života na Zemi, protože přinesly vodu a další nezbytné prvky, jako je například uhlík.“

Carol Grady představil výsledky pozorování svého týmu 6. ledna 2017 na zimním zasedání Americké astronomické společnosti v Grapevine, Texas, USA.

Hvězda HD 172555 je součástí pohybové skupiny beta Pictoris, tj. souboru hvězd zrozených ve stejné hvězdné „porodnici“. Hvězda Beta Pictoris, podle níž byla skupina pojmenována, si rovněž „pochutnává“ na exokometách, které se přibližují příliš blízko. Mladé planety typu plynných obrů byly pozorovány u hvězd s rozsáhlými disky drobných částic.

Pohybová skupina beta Pictoris je důležitým útvarem k následnému studiu, protože se jedná o nejbližší soubor hvězd vzhledem k Zemi. Přinejmenším 37,5 % hmotnějších hvězd ve skupině vlastní přímo vyobrazené planety – například 51 Eridani b v systému hvězdy 51 Eridani – nebo komety padající na povrch hvězdy. V případě hvězdy beta Pictoris se jedná o obojí – o vyfotografovanou planetu i komety padající na hvězdu. Stáří uskupení se pohybuje kolem věku, kdy by mělo v soustavě docházet ke vzniku terestrických planet.

Skupina francouzských astronomů jako první objevila exokomety tranzitující před hvězdou HD 172555, a to v archivních datech shromážděných v letech 2004 až 2011 na základě pozorování prostřednictvím spektrografu HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) na Evropské jižní observatoři ESO. Spektrograf rozděluje světlo na spektrum, což umožňuje astronomům detekovat chemické složení objektů. Spektrograf HARPS zaznamenával chemickou stopu vápníku vtisknutou ve světle hvězdy. Přítomnost vápníku je důkazem přítomnosti komet, které padají na hvězdu.

Jako pokračování tohoto objevu využil tým, jehož vedoucím byl Carol Grady, zobrazovací spektrograf STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a kameru COS (Cosmic Origins Spectrograph) na palubě kosmického teleskopu HST v roce 2015 k provedení spektrografických analýz v ultrafialovém světle. To umožnilo identifikovat a potvrdit přítomnost některých chemických prvků. Pomocí HST byla realizována dvě pozorování v odstupu šesti dnů.

HST detekoval ve světle hvězdy plynný uhlík a křemík. Plyn se pohyboval rychlostí zhruba 580 000 kilometrů za hodinu před kotoučkem hvězdy. Nejpravděpodobnějším vysvětlením urychleného plynu je, že Hubble pozoroval materiál z objektů podobných kometám, který se pohyboval napříč diskem obklopujícím hvězdu.

Plynné zbytky rozpadajících se komet jsou široce rozptýlené před hvězdou. „Jak oblak tranzituje před hvězdou, je tento vypařený materiál snadno pozorovatelný, protože obsahuje i velmi velké struktury,“ říká Carol Grady. „Toto je ve zřetelném kontrastu k náročnému hledání malých tranzitujících exoplanet, které můžeme pozorovat pouze díky nepatrnému snížení jasnosti hvězdy.“

Hubbleův kosmický dalekohled snadno shromáždil tyto informace, protože na disk obklopující hvězdu HD 172555 se díváme v blízkosti jeho roviny, což poskytuje teleskopu zřetelný pohled na kometární aktivitu. Tým astronomů, jehož vedoucím byl Carol Grady, doufá, že nové použití spektrografu STIS při následných pozorováních zaregistruje přítomnost kyslíku a vodíku, což by definitivně potvrdilo identitu rozpadajících se objektů, jako jsou komety.

„Hubbleův teleskop ukázal, že tyto objekty se pohybují v blízkosti hvězdy jako komety, avšak dokud přesně neurčíme jejich složení, nemůžeme potvrdit, že se skutečně jedná o ledová tělesa,“ říká Carol Grady. „Potřebujeme další data ke stanovení, zda se jedná o ledové komety či kamenné asteroidy.“

Zdroj: http://hubblesite.org/news_release/news/2017-02

autor: František Martinek