Astronomové zachytili přímé snímky vzniku dvojice nových exoplanet

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

Poprvé se podařilo vytvořit přímý snímek dvou exoplanet v procesu jejich vzniku. Obíhají hvězdu jménem PDS 70, která je od Země vzdálená 369 světelných let. Již nějaký čas se ví, že jde o poměrně mladý objekt - kolem hvězdy totiž stále krouží mračno plynu a prachu známé jako protoplanetární disk. Teprve poměrně krátce však v takovém disku umíme nacházet i body větší hustoty, v nichž se rodí nové planety.

PDS 70 v umělecké představě

PDS 70 v umělecké představě,zdroj: J. Olmsted/STScI

Planetární giganti

PDS 70 se do titulků otiskla již vloni - astronomové totiž již tehdy pozorovali první vznikající planetu. Bylo to vůbec poprvé, co došlo na podobný přímý snímek vznikající exoplanety. Nemělo to však být naposledy. Další pozorování ukázalo, že v protoplanetárním disku PDS 70 vzniká i planeta druhá. Postupně se podařilo je vyfotit bok po boku.

Nejedná se přitom o žádné drobky. Vloni vyfocený první svět, PDS 70b, je zhruba čtyřikrát až 17krát větší než Jupiter a obíhá kolem mateřské hvězdy ve vzdálenosti asi 20,6 astronomických jednotek (1 AU odpovídá vzdálenosti Země od Slunce). Je tedy zhruba na úrovni našeho Uranu. Druhá planeta jménem PDS 70c je o něco menší - má "pouze" jedno až desetinásobek hmotnosti Jupiteru. Je také dál - asi ve vzdálenosti 34,5 astronomických jednotek.

Oba světy byly zachyceny pomocí různých metod. U první exoplanetu zachytil přístroj SPHERE, druhou spektroskop MUSE - oba přístroje však slouží na VLT teleskopu Evropské jižní observatoře v Chile. Použité metody jsou důležité nejen pro aktuální pozorování, ale i další hledání exoplanet v budoucnu. Podobné pozorování takto vzdálených světů je totiž obtížné. Typicky exoplanety detekujeme v okamžiku, kdy přejdou ("zastíní nám") svou mateřskou hvězdu. I proto se podařilo objevit tolik světů v tak těsné blízkosti jejich hvězdy - jejich detekce je mnohem snazší.

Planety dále od hvězd jsou mnohem tvrdší oříšek. V současné práci jejich detekci napomohla právě přítomnost obou exoplanet v protoplanetárním disku. Cílem však je naučit se podobně detekovat i planety již po plnohodnotném zrodu svého systému. Pozorování PDS 70 k tomu může být jistým dílčím krokem. Tím však užitečnost nynějšího výzkumu nekončí.

PDS 70

PDS 70,zdroj:Haffert et al., Nature Astronomy

Filmová políčka kosmické evoluce

Hvězda PDS 70 může být užitečným počátkem stopování evoluce hvězdného systému a postupného vzniku planet jako takových. Z hlediska vývoje naší sluneční soustavy totiž panuje stále řada neznámých. Ze sledování exoplanet je například jasné, že u velkého množství jiných systémů plynní obři klesají velmi blízko k mateřské hvězdě. Absence něčeho takového činí naší soustavu naprosto atypickou. Proč však k podobnému jevu, kdy by Jupiter či Saturn klesli velmi blízko Slunci, nedošlo i ve sluneční soustavě, zatím nevíme.

Simulace například naznačují, že na to snad mohl mít vliv Saturn. Jeho gravitační vliv mohl zabránit Jupiteru klesnout hlouběji mezi kamenné planety, a tak zachránil vnitřní světy soustavy. Včetně nás. Jenže simulace důvodů mnohdy vycházejí různým způsobem. Aby byla situace nejasnější, navzdory tisícům objevených exoplanet nemáme momentálně ani jasnou představu, kolik "horkých Jupiterů" vůči menším světům vlastně existuje.

Malé exoplanety se totiž sledují podstatně hůře - řada jich tak nejspíše stále nebyla objevena. Je tak možné, že i horké Jupitery jsou samy v reálu výjimkou - a řada soustav se podobá právě té naší. To vše rozetne až další hledání a katalogizace exoplanet.

Mezitím nám však může leccos napovědět právě sledování formování zcela nových světů, jako se děje v případě pozorování PDS 70. Samozřejmě platí, že nelze dost dobře v rozumném horizontu čekat, že jenom PDS 70 nám prozradí celý příběh. Systém bude pravděpodobně pomalu vznikat po další miliony let - a tak dlouho se vědcům obvykle čekat nechce. Vesmír je však velké místo, a pokud se astronomii podaří objevit jiné vznikající planetární soustavy před a po stavu, v jakém jsme nyní uzřeli PDS 70, můžeme odpovědi získat mnohem dříve. Jiné soustavy totiž nabídnou další "filmová políčka" typické evoluce hvězdných soustav. První z nich už s PDS 70 máme. Nyní zbývá maličkost - objevit zbylá!

Studie byla publikována v Nature Astronomy.

Tagy: Vesmír exoplanety věda a poznání