Sciencemag.cz
Doporučujeme
Možná existuje zcela neznámá populace exoplanet, které obíhají své hvězdy na výrazně skloněných a značně vzdálených drahách.
Astronomové nalezli první přímý důkaz, že skupiny hvězd mohou roztrhat své protoplanetární disky, zprohýbat je a vytvořit v nich systém skloněných prstenců. Nový výzkum naznačuje, že v těchto nakloněných prstencích v deformovaných discích kolem vícenásobných hvězdných systémů se mohou zformovat exotické planety připomínající Tatooine ze ságy Star Wars. Uvedené výsledky byly získány na základě pozorování dalekohledem ESO/VLT a radioteleskopem ALMA.
Naše Sluneční soustava je pozoruhodně plochá, všechny její planety obíhají kolem Slunce prakticky v jedné rovině. Ale nemusí tomu tak být vždy. Obzvlášť v případě disků s probíhajícími procesy formování planet nacházejících se u vícenásobných hvězdných systémů, jakým je například ten v nedávno zkoumaném systému GW Orionis. Tato soustava leží ve vzdálenosti asi 1300 světelných let od nás a na obloze se nachází v souhvězdí Orion, je tvořena trojicí hvězd, kterou obklopuje deformovaný, roztrhaný disk.
„Naše záběry odhalily extrémní případ, kde disk není vůbec plochý, ale je pokroucený a obsahuje skloněný prstenec hmoty, který se od něj oddělil,“ říká Stefan Kraus, profesor astrofyziky (University of Exeter, UK) a vedoucí výzkumu, jehož výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Science.
Provedená pozorování rovněž odhalila, že vnitřní prstenec obsahuje prach o hmotnosti asi 30 Zemí, kterého by mohlo být dost na to, aby se zde zformovaly planety. „Planety případně vzniklé v tomto prstenci budou obíhat kolem hvězdy po drahách s výrazným sklonem. Předpokládáme, že mnoho planet na značně skloněných a vzdálených drahách bude v budoucnosti objeveno například pomocí teleskopu ELT,“ říká člen týmu Alexander Kreplin (University of Exeter). Zmíněný dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope) by měl zahájit vědecká pozorování na konci tohoto desetiletí. Jelikož větší polovina hvězd v Galaxii se zrodila spolu s jedním či dvěma souputníky, vyvstává vzrušující možnost, že by mohla existovat zcela neznámá populace exoplanet, které obíhají své hvězdy na výrazně skloněných a značně vzdálených drahách.
Aby vědci mohli učinit tyto závěry, pozoroval tým soustavu GW Orionis více než jedenáct let. Od roku 2008 využívali přístroje AMBER a GRAVITY na interferometru VLTI v Chile, který kombinuje světlo z různých dalekohledů systému VLT, ke zkoumání gravitačního ‚tance‘ trojice hvězd tohoto systému a mapování jejich drah. „Zjistili jsme, že tyto tři hvězdy neobíhají v jedné rovině, ale jejich dráhy jsou skloněny vůči sobě i vzhledem k disku,“ říká členka týmu Alison Young (Universitiy of Exeter, Universitiy of Leicester).
Vědci tento hvězdný systém pozorovali rovněž pomocí přístroje SPHERE na dalekohledu VLT a radioteleskopem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), jehož evropským partnerem je ESO. Díky němu se jim poprvé podařilo spatřit stín, který prstenec vrhá na zbylou část disku, a odhalit tak vzájemné prostorové uspořádání.
Mezinárodní tým vědců ze Spojeného království, Belgie, Chile, Francie a Spojených států následně zkombinoval svá rozsáhlá pozorování s počítačovou simulací, aby pochopil, co se v systému odehrálo. Astronomové byli poprvé schopni propojit pozorované odchylky s teoretickým ‚efektem rozervání disku‘ (disc-tearing effect), který předpovídá, že soupeřící gravitační síly hvězd v různých rovinách mohou pokřivit a rozrušit jejich disky.
Simulace ukázaly, že rozdílné sklony oběžných drah těchto tří hvězd by skutečně mohly způsobit, že se disk, který je obklopuje, rozpadne na jednotlivé prstence. A přesně to bylo i pozorováno. Také tvar vnitřního prstence souhlasí s předpovědí numerických simulací rozpadu disku.
Je zajímavé, že jiný vědecký tým, který zkoumal stejný systém rovněž pomocí radioteleskopu ALMA, se domnívá, že ke správnému pochopení celé soustavy je potřeba ještě jedna ingredience. „Myslíme si, že abychom správně vysvětlili, proč se disk rozpadl, je potřeba, aby se mezi těmito prstenci nacházela planeta,“ říká Jiaqing Bi (University of Victoria, Kanada), který vedl výzkum hvězdy GW Orionis, jehož výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters letos v květnu. Jeho týmu se v pozorováních získaných pomocí ALMA podařilo identifikovat trojici prachových prstenců, přičemž vnější prstenec je největším, jaký byl dosud pozorován v discích s probíhající tvorbou planet.
Budoucí pozorování pomocí dalekohledu ESO/ELT a dalších teleskopů by mohla astronomům pomoci zcela odhalit povahu systému GW Orionis a objevit mladé planety tvořící se kolem této hvězdné trojice.
Výzkum byl prezentován v článku “A triple star system with a misaligned and warped circumstellar disk shaped by disk tearing”, který byl publikován ve vědeckém časopise Science (doi: 10.1126/science.aba4633).
