Fascinující pohled radioteleskopem ALMA na vznikající planetární soustavu

Uvnitř mladého regionu vznikajících hvězd v souhvězdí Hadonoše (Ophiuchus), ve vzdálenosti 410 světelných roků od Země, se nachází nádherný protoplanetární disk pojmenovaný AS 209, který je pozvolna tvarován do podoby několika prstenců. Tento obdivuhodný snímek byl vytvořen pomocí soustavy radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) s vysokým rozlišením a odhalil zajímavou strukturu prstenců a mezer v disku prachu, který obklopuje velmi mladou hvězdu.

Protoplanetární disky jsou husté rotující útvary z plynu a prachu, které obklopují nově vzniklé hvězdy. Předpokládá se, že se jedná o hmotu, ze které se jednoho dne zrodí obíhající planety, měsíce a další malá tělesa. Se stářím méně než jeden milión roků je tato soustava velmi mladá, avšak přece už byly v tomto disku vytvořeny dvě mezery.

Dva význačné prachové prstence se nacházejí ve vzdálenostech 75 AU a 130 AU od centrální hvězdy (1 AU – astronomická jednotka – odpovídá přibližně vzdálenosti Země od Slunce). Dvě objevené mezery se rozkládají 62 AU a 103 AU daleko. Jednotlivé mezery mají odlišné šířky, přičemž vnitřní mezera je mnohem užší.

Vnější mezera je rozsáhlejší oblastí převážně bez prachu. Astronomové se domnívají, že zde obíhá obří planeta téměř o hmotnosti planety Saturn (přesněji o hmotnosti 0,8 Saturnu) – a to ve vzdálenosti zhruba 800 světelných minut od mateřské hvězdy, což odpovídá více než trojnásobku vzdálenosti planety Neptun od Slunce.

Jak planeta čistí okolí své dráhy, přebývající oblaka prachu jsou směrována ke vnějšímu okraji její dráhy a vytvářejí stále lépe definované prstence v disku. Řidší vnitřní mezera prachu by mohla být vytvořena menší planetou, ale astronomové zvažují i možnost, že velká a vzdálenější obíhající planeta ve skutečnosti mohla vytvořit obě mezery.

Počítačové simulace totiž ukázaly, že předpokládaná velká planeta možná může také za vznik vnitřní mezery ve vzdálenosti 62 AU. Vzájemné polohy obou mezer v prachovém disku jsou velmi blízko rezonanci 2 : 1, zkoumá se však i možnost přítomnosti druhé planety ve vnitřní mezeře. Závěry simulací jsou v souladu s pozorováním. Parametry vnitřní mezery vedou k závěru, že by zde mohla kroužit planeta o hmotnosti menší než 0,1 hmotnosti planety Jupiter. Vzhledem k charakteristickým vlastnostem materiálu disků jsou však možné oba případy (s jednou i se dvěma planetami). Předpokládaný věk této soustavy je 0,5 až 1,0 miliónu roků.

Přítomnost planety téměř velikosti Saturnu obíhající tak daleko od mateřské hvězdy nastolila velmi zajímavé otázky týkající se vzniku planet na okrajích protoplanetárních disků na mimořádně krátkém časovém měřítku.

Zdroj: https://arxiv.org/abs/1711.05185 a https://scitechdaily.com/saturn-like-planet-raises-fascinating-questions-about-planet-formation/

autor: František Martinek