Kolem dvou vzdálených mladých hvězd objeveny „oblázky“ tvořící planety

V protoplanetárních discích byly pomocí soustavy radioteleskopů e-MERLIN detekovány centimetrové oblázky, které představují kritickou fázi vzniku planet. Tato zjištění ukazují na místa zrodu budoucích planetárních systémů. Objevem „oblázků“, které obklopují dvě mladé hvězdy, se otevřel nový pohled do raných fází vzniku Sluneční soustavy.

Předpokládá se, že tyto malé stavební kameny se v průběhu času pomalu shlukovaly dohromady a zahájily stejný proces, při kterém před přibližně 4,5 miliardami let vznikl Jupiter a po něm i ostatní planety Sluneční soustavy: Saturn, Uran, Neptun, Merkur, Venuše, Země a Mars.

Vědci identifikovali tyto protoplanetární disky, tedy oblasti, kde se začínají formovat planety, sahající až do vzdálenosti podobné Neptunu, kolem hvězd DG Tau a HL Tau v souhvězdí Býka, vzdálených od Země zhruba 450 světelných let.

Výsledky, které byly oznámeny na Národním astronomickém setkání Královské astronomické společnosti 2025 v Durhamu, poskytují cenné informace o dosud nepolapitelném stadiu vývoje planet.

„Tato pozorování ukazují, že disky kolem hvězd DG Tau a HL Tau již obsahují velké zásobárny oblázků pro tvorbu planet, a to přinejmenším na dráze podobné orbitě Neptunu,“ uvedla výzkumnice Katie Hesterlyová z observatoře SKA. „To je potenciálně dostatečné množství pro vytvoření planetárních systémů větších než naše Sluneční soustava.“

Projekt PEBBLeS odhaluje potenciál planety
Studie je součástí projektu PEBBLeS (Planet Earth Building-Blocks – a Legacy eMERLIN Survey), který vede profesorka Jane Greavesová z Cardiffské univerzity. Výzkumný tým zkoumá prstence kamenného materiálu kolem různých hvězd, aby odhalil zákonitosti toho, jak často a kde vznikají planety, zejména kolem hvězd, které se nakonec budou podobat našemu Slunci.

Toto úsilí se opírá o e-MERLIN, interferometrická síť sedmi radioteleskopů rozmístěných ve Velké Británii na vzdálenosti 217 km, které jsou propojeny vysokorychlostním optickým vláknem s centrálním uzlem na observatoři Jodrell Bank v Cheshire.

V současné době je e-MERLIN jediným radioteleskopem s rozlišením a citlivostí potřebnou k výzkumu protoplanetárních disků – míst zrodu planet – s potřebnou vědeckou přesností.

„Díky těmto pozorováním jsme nyní schopni prozkoumat, kde se v těchto discích shromažďuje pevný materiál, což nám umožní nahlédnout do jedné z nejranějších fází vzniku planet,“ řekla profesorka Greavesová.

Překlenutí mezery ve formování planet
Od 90. let minulého století astronomové objevili jak disky s plynem a prachem, tak množství plně zformovaných planet, ale přechodná stádia formování planet jsou hůře zjistitelná.

„Před desetiletími bylo zjištěno, že mladé hvězdy jsou obklopeny obíhajícími disky plynu a drobných zrnek, jako je prach nebo písek,“ uvedla Anita Richardsová z Jodrell Bank Centre for Astrophysics na University of Manchester, která se na výzkumu rovněž podílela.

Na připojeném obrázku je umělecké ztvárnění prachu a drobných zrnek v protoplanetárním disku obklopujícím mladou hvězdu (vlevo) spolu s mapou e-MERLIN zobrazující strukturu nakloněného disku kolem mladé hvězdy DG Tauri (vpravo nahoře) a disk HL Tau zachycený e-MERLINem je zobrazen překrytý snímkem ALMA, který odhaluje jak kompaktní emisi z centrální oblasti disku, tak prachové prstence většího rozsahu (vpravo dole).

Dostatečné množství zrn by se mohlo rozprostřít na zhruba stejné ploše, jako je celá oběžná dráha Jupiteru, takže je lze snadno odhalit optickými a infračervenými teleskopy nebo submilimetrovým radiovým interferometrem ALMA. Jak se však zrnka shlukují a vytvářejí planety, plocha povrchu o dané hmotnosti se zmenšuje a je obtížnější ji pozorovat.

Pozorování na centimetrových vlnových délkách odhalí kamenný materiál
Protože centimetrové kamínky nejlépe vyzařují na vlnových délkách podobných jejich velikosti, je britský interferometr e-MERLIN pro jejich hledání ideální, protože je může pozorovat na vlnové délce kolem 4 cm.

Na jednom z nových snímků disku DG Tau pořízených pomocí e-MERLIN je patrné, že se na něm již zformovaly centimetrové oblázky s dráhou podobnou dráze Neptunu, přičemž podobná sbírka planetárních zárodků byla objevena i v okolí HL Tau.

Tyto objevy nabízejí první pohled na to, co v nadcházejícím desetiletí odhalí teleskop SKA (Square Kilometer Array) v Jižní Africe a Austrálii díky své lepší citlivosti a rozsahu, který otevírá cestu ke studiu protoplanetárních disků v celé Galaxii v dosud nevídaných detailech.

„e-MERLIN ukazuje, co je možné, a teleskop SKA to posune ještě dál,“ řekla Katie Hesterlyová. „Až v roce 2031 začne vědecké ověřování pomocí teleskopu SKA-Mid, budeme připraveni studovat stovky planetárních systémů, abychom pomohli pochopit, jak se planety formují.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/a-solar-system-is-born-planet-forming-pebbles-detected-around-two-distant-young-stars/ a https://ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/birth-solar-system-revealed-planet-pebbles

autor: František Martinek