ALMA detekovala prach v mezerách protoplanetárního disku HL Tauri

Astronomové využívající soustavu radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pořídili ve vysokém rozlišení snímek HL Tauri, mladé hvězdy v souhvězdí Býka. HL Tauri se nachází ve vzdálenosti 450 světelných let od Země. Hvězda známá také jako EPIC 210690913, HH 150 nebo TIC 353752575 je stará méně než 100 000 let. Protoplanetární disk kolem HL Tauri je neobvykle masivní a jasný, což z něj činí vynikající místo pro hledání známek formování planet.

„Formování planet je složitý proces, kterému stále ještě plně nerozumíme,“ řekl astronom Ian Stephens z Worcester State University. „Během tohoto procesu se prachová zrna v disku zvětšují, protože se srážejí a ulpívají na sobě, což způsobuje, že pomalu rostou, aby se z nich potenciálně staly objekty podobné těm v naší Sluneční soustavě. Jedním ze způsobů, jak studovat prachová zrna v těchto složitých strukturách, je podívat se na orientaci světelných vln, které vyzařují, což je známé jako polarizace.“

Již dřívější studie HL Tauri mapovaly tuto polarizaci, ale Ian Stephens a jeho spolupracovníci pořídili polarizační snímek HL Tauri v bezprecedentních detailech. Výsledný obraz je založen na 10x větším počtu měření polarizace než u jakéhokoliv jiného disku a 100x větším počtu měření než u většiny disků. Je to zdaleka nejhlubší polarizační snímek ze všech dosud studovaných disků.

„Snímek byl pořízen v rozlišení 5 astronomických jednotek (AU), což je přibližně vzdálenost od Slunce k Jupiteru,“ uvedli astronomové. „Předchozí pozorování polarizace měla mnohem nižší rozlišení a neodhalila jemné struktury polarizace na disku. Například jsme zjistili, že množství polarizovaného světla je větší na jedné straně disku než na druhé, což je pravděpodobně způsobeno asymetrií v rozložení v prachových zrn nebo jejich vlastnostmi.“

„Prachová zrna nejsou často kulovitá. Mohou být zploštělá jako tlustá palačinka nebo jako zrnko rýže. Když je světlo vyzařováno nebo rozptylováno těmito prachovými zrnky, může se polarizovat, což znamená, že vlny světla jsou orientovány určitým směrem, nikoli jen náhodně. Tyto nové výsledky naznačují, že prach se chová spíše jako zrna,“ dodávají astronomové.

Překvapivým výsledkem studie je, že v mezerách disku je větší polarizace než v prstencích, i když je v prstencích více prachu. „Polarizace v mezerách je více azimutální, což naznačuje, že polarizace pochází ze stejně orientovaných prachových zrn uvnitř mezer,“ uvedli vědci.

Na základě dat z radioteleskopu ALMA není jasné, co způsobuje stejné zarovnání prachových zrn, ale pravděpodobně nejsou orientována podél magnetického pole disku, což je případ většiny prachu mimo protoplanetární disky. V současné době se má za to, že zrna jsou uspořádána mechanicky, možná svou vlastní aerodynamikou, když obíhají kolem centrální mladé hvězdy.

Informace byly publikovány v časopise Nature.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/alma-dust-grains-gaps-hl-tauris-protoplanetary-disk-12468.html a https://www.almaobservatory.org/en/press-releases/alma-observation-of-young-star-reveals-details-of-dust-grains/

autor: František Martinek