Hubbleův kosmický teleskop pozoroval následky mohutné kolize

Hubbleův vesmírný dalekohled nabídl pohled na podstatu exoplanety Fomalhaut b.

Domnělá planeta za hranicemi Sluneční soustavy zdánlivě zmizela z dohledu. Astronomové se nyní především domnívají, že zcela dospělá planeta ve skutečnosti nikdy neexistovala. Hubbleův vesmírný teleskop HST místo toho pozoroval expandující oblak velmi jemných prachových částic vytvořených při obří kolizi mezi dvěma ledovými tělesy velikosti asteroidu obíhajícími kolem jasné hvězdy Fomalhaut, která je od Země vzdálena 25 světelných roků.

„Soustava hvězdy Fomalhaut je nejvzdálenější zkušební laboratoří pro naše představy o tom, jak se hvězdné systémy s exoplanetami mohou vyvíjet,“ říká George Rieke z University of Arizona’s Steward Observatory. „Máme důkazy obdobných kolizí i v dalších soustavách, avšak žádné kolize takového rozsahu nebyly dosud pozorovány. Toto je doklad toho, jak se planety mohou zničit navzájem.“

O objektu se dříve předpokládalo, že může být exoplanetou s označením Fomalhaut b. Její objev byl poprvé ohlášen v roce 2008 na základě dat pořízených v letech 2004 a 2006. Objekt byl zcela zřetelně viditelný po dobu několika roků na snímcích pořízených pomocí Hubbleova teleskopu, kde byl odhalen jako pohybující se jasný bod. Na rozdíl od jiných přímých zobrazení exoplanet záhada s planetou Fomalhaut b vznikla hned zpočátku. Objekt byl mimořádně jasný v oboru viditelného světla, avšak neměl detekovanou stopu v oboru infračerveného tepelného záření. Astronomové navrhovali, že přídavná jasnost pochází z rozlehlé obálky nebo prstence prachu kroužícího kolem planety, který může souviset s nějakou kolizí. Dřívější pozorování pomocí HST také naznačovala, že planeta nemůže obíhat po eliptické dráze, jak je u planet obvyklé.

„Tyto kolize jsou nesmírně vzácné, a tak je velká náhoda, že je vůbec můžeme pozorovat,“ říká András Gáspár z University of Arizona. „Domníváme se, že jsme byli ve správný čas na správném místě, abychom byli svědky takové nepravděpodobné události a pozorovali ji pomocí HST.“

„Naše studie, která analyzovala veškerá dostupná archivní data z Hubbleova teleskopu týkající se planety Fomalhaut b, včetně většiny snímků z poslední doby pořízených pomocí HST, odhalila několik charakteristik, která společně vykreslují obraz, podle kterého těleso velikosti planety vůbec nikdy neexistovalo,“ dodává András Gáspár.

Snímky z Hubbleova vesmírného teleskopu pořízené v roce 2014 ukázaly, že objekt zmizel, navzdory všem pochybnostem astronomů. Na doplnění záhady dřívější snímky ukázaly, že objekt nepřetržitě slábnul v čase. „Zcela zřetelně Fomalhaut b tak dělá událost v dobrém slova smyslu planetou, která neexistovala,“ říká András Gáspár.

Výsledkem interpretace je, že Fomalhaut b není planeta, ale pomalu expandující oblak šířící se do okolního prostředí jako důsledek kolize mezi dvěma velkými tělesy. Astronomové se domnívají, že ke kolizi došlo ne příliš dlouho před prvním pozorováním uskutečněným v roce 2004. Nyní oblak trosek složený z prachových částic o velikosti zhruba jednoho mikronu (1/50 tloušťky lidského vlasu) je pod schopností detekce Hubbleovým teleskopem. Odhaduje se, že expandující oblak prachu je nyní větší než průměr oběžné dráhy Země kolem Slunce.

Zároveň překvapením je, že objekt není na eliptické dráze, jak se očekává u planet, ale na únikové trajektorii, tj. na hyperbolické dráze. „Nedávno vytvořený mohutný oblak prachu zakoušející značné radiační síly od centrální hvězdy Fomalhaut je právě na takové trajektorii,“ říká András Gáspár. „Náš model je přirozeně schopen vysvětlit všechny nezávisle pozorované parametry systému; jeho rychlost expanze, jeho slábnutí a jeho trajektorii.“

Protože Fomalhaut b je v současnosti uvnitř rozsáhlého prstence ledového smetí obklopujícího hvězdu, kolidující tělesa byla pravděpodobně směsí ledu a prachu, jako například kometární tělesa existující v Kuiperově pásu na vnějším okraji naší Sluneční soustavy. András Gáspár a George Rieke odhadují, že každé z těchto těles podobných kometám měřilo zhruba 200 kilometrů v průměru. Z toho také vyplývá, že soustava hvězdy Fomalhaut mohla prodělat událost podobnou této kolizi přibližně jednou za 200 000 roků.

Gáspár, Rieke a další astronomové budou pokračovat v pozorování soustavy Fomalhaut i pomocí nadcházejícího kosmického teleskopu JWST (James Webb Space Telescope), jehož start se očekává v roce 2021.

Zdroj: https://www.spacetelescope.org/news/heic2006/ a https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/exoplanet-apparently-disappears-in-latest-hubble-observations

autor: František Martinek