Nejdetailnější snímek protoplanetárního disku získaný pomocí ALMA

ESO 011/16 tisková zpráva

Důkaz vzniku planet obíhajících na Zemi podobné dráze kolem mladé hvězdy

Nový snímek pořízený pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zachycuje dosud nejjemnější pozorované detaily protoplanetárního disku v okolí Slunci podobné hvězdy TW Hydrae. Odhaluje fascinující mezeru nacházející ve stejné vzdálenosti od hvězdy, v jaké obíhá Země kolem Slunce. To by mohlo znamenat, že se v tomto systému začíná rodit mladší varianta naší rodné planety, nebo možná její hmotnější extrasolární sestřenice, takzvaná super-Země.

Hvězda TW Hydrae je mezi astronomy populárním cílem výzkumu, protože se nachází relativně nedaleko od nás (leží jen 175 světelných let od Slunce). Jedná se o mladou hvězdu, jejíž stáří je odhadováno na pouhých 10 milionů let, kterou obepíná protoplanetární disk. Při pohledu ze Země vidíme disk téměř shora (zdola), a to astronomům poskytuje unikátní příležitost prohlédnout si jej bez překážek úplně celý.

„Starší výzkumy provedené ve viditelném světle nebo pomocí radioteleskopů potvrdily, že hvězda TW Hydrae má skutečně vytvořen nápadný disk. A v tomto disku jsou patrné struktury, které by mohly souviset s počínajícím formováním planet,“ říká Sean Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), hlavní autor článku uveřejněného ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters. „Nová pozorování provedená pomocí ALMA však ukazují tento disk v neuvěřitelných detailech. Odhalují nejen sérii jasných koncentrických prachových prstenů a tmavých mezer, ale také působivé útvary, které by mohly být známkou formování planety na dráze podobné zemské.“

Další nápadné mezery objevené na nových snímcích se nacházejí ve vzdálenosti 3 a 6 miliard kilometrů od centrální hvězdy, což zhruba odpovídá oběžným drahám Uranu až Pluta ve Sluneční soustavě. Rovněž se patrně jedná o důsledek shlukování částic při formování planet, které tak čistí své oběžné dráhy od prachu i plynu a zbylý materiál nutí shlukovat se do jasně ohraničených pásů.

Při pozorování okolí hvězdy TW Hydrae astronomové sledovali slabé rádiové emise milimetrových prachových zrn nacházejících se v protoplanetárním disku, což jim umožnilo odhalit detaily srovnatelné se vzdálenosti Země-Slunce (tedy asi 150 milionů kilometrů). Taková pozorování je možné s radioteleskopem ALMA provést pouze v konfiguraci s dlouhou základnou, která umožňuje dosáhnout velmi vysokého rozlišení. Pokud jsou jednotlivé antény systému rozmístěny s maximální možnou vzdáleností až 15 kilometrů, je celý teleskop schopen zviditelnit ty nejjemnější detaily. „Tento snímek má nejvyšší prostorové rozlišení, jakého kdy bylo dosaženo při pozorování protoplanetárních disků pomocí ALMA, a ani v budoucnu nebude snadné dosáhnout lepších výsledků,“ dodává Sean Andrews [1].

„Hvězda TW Hydrae je výjimečná. Jde o nejbližší hvězdu s protoplanetárním diskem a mohla by připomínat naši Sluneční soustavu v době, kdy byla jen 10 milionů let stará,“ dodává spoluautor článku David Wilner (rovněž Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).

Starší pozorování jiného systému HL Tauri, provedená rovněž pomocí ALMA, zachycují dokonce ještě mladší protoplanetrání disk, starý pouhý milión let, který by však mohl vykazovat podobné známky formování planet. Astronomové doufají, že studiem staršího systému TW Hydrae lépe porozumí vývoji naší vlastí planety a možnostem výskytu podobných systémů v Galaxii.

Astronomové by nyní rádi zjistili, jak často se tento typ útvarů v discích kolem dalších hvězd vyskytuje a jak se mohou měnit s časem nebo v závislosti na okolních podmínkách.

Poznámky

[1] Úhlové rozlišení snímků okolí hvězdy HL Tauri je podobné, jako v případě těchto pozorování, ale TW Hydrae se nachází mnohem blíže, proto je možné u ní zaznamenat jemnější detaily.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku "Ringed Substructure and a Gap at 1 AU in the Nearest Protoplanetary Disk" autorů S.M. Andrews a kol., který byl prezentován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters.

Složení týmu: Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, USA), Tilman Birnstiel (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Německo), John M. Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Laura M. Peréz (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Německo), Xue-Ning Bai (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Van Vleck Observatory, Middletown, USA), Andrea Isella (Rice University, Houston, Texas, USA) a Luca Ricci (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA).

Astronomická observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodním partnerským projektem organizací ESO, NSF (US National Science Foundation) a NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za členské státy financována ESO, NSF ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a NSC (National Science Council of Taiwan) a NINS ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu a KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) v Koreji.

Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze strany Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky teleskopu ALMA
• další tiskové zprávy ALMA

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV , Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Sean M. Andrews; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; Cambridge, Massachusetts, USA; Email: sandrews@cfa.harvard.edu

Charles Blue; NRAO Public Information Officer; Tel.: +1 434 296-0314; Email: cblue@nrao.edu

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org