Sciencemag.cz
Doporučujeme
Díky pokroku pozorovacích technik můžeme nyní zkoumat prostředí kolem mladých hvězd a porovnávat je s podmínkami předpokládanými v rané Sluneční soustavě. S využitím interferometru VLTI (Very Large Telescope Interferometer) Evropské jižní observatoře (ESO) tak učinil mezinárodní tým pod vedením Józsefa Vargy z Konkolyho observatoře v Budapešti. Vědci pozorovali disk mladé hvězdy HD 144432, která je od nás vzdálená přibližně 500 světelných let.
„Při studiu rozložení prachu v nejvnitřnější oblasti disku jsme poprvé objevili složitou strukturu, v níž se prach v takovém prostředí hromadí do tří soustředných prstenců,“ říká spoluautorem příslušného výzkumu Roy van Boeke z Institutu Maxe Plancka pro astronomii (MPIA) v Heidelbergu. „Tato oblast odpovídá oblasti, kde se ve Sluneční soustavě zformovaly kamenné planety.“ V porovnání se Sluneční soustavou leží první prstenec kolem HD 144432 uvnitř dráhy Merkuru a druhý se nachází blízko dráhy Marsu. Třetí prstenec navíc zhruba odpovídá dráze Jupiteru.
Doposud astronomové nacházeli takové konfigurace převážně ve větších vzdálenostech, které odpovídaly prstencům vzdálenějším než Saturn. Systémy prstenců v discích kolem mladých hvězd obvykle ukazují na planety, které se v mezerách formují, když na své cestě hromadí prach a plyn.
HD 144432 je však prvním příkladem takto složitého prstencového systému tak blízko své hostitelské hvězdy. Vyskytuje se v zóně bohaté na prach, který je stavebním kamenem kamenných planet, jako je Země. Za předpokladu, že prstence naznačují přítomnost dvou planet vznikajících v mezerách, astronomové odhadli, že jejich hmotnost se blíží hmotnosti Jupiteru.
Astronomové rovněž určili složení prachu v celém disku až do vzdálenosti, která odpovídá vzdálenosti Jupiteru od Slunce. Našli různé křemičitany a další minerály přítomné v zemské kůře a plášti a pravděpodobně i kovové železo, které je přítomno v jádrech Merkuru a Země; vše tedy celkem odpovídá situaci předpokládané v rané Sluneční soustavě. Pokud by se tato studie potvrdila, jednalo by se o první objev železa v disku formujícím planetu.
„Astronomové dosud vysvětlovali pozorování prachových disků směsí uhlíkového a křemičitého prachu, tedy materiálů, které vidíme téměř všude ve vesmíru,“ uvádí van Boekel. Z chemického hlediska je však směs železa a křemičitanů pro horké, vnitřní oblasti disku pravděpodobnější.
Chemický model, který J. Varga a jeho kolegové aplikovali na data, skutečně dává lépe odpovídající výsledky, když místo uhlíku předpokládá železo.
Prach pozorovaný v disku HD 144432 může být na vnitřním okraji horký až 1800 K a dále jen 300 K, tedy přesně pokojovou teplotu. V horkých oblastech v blízkosti hvězdy se minerály a železo taví a znovu kondenzují, často ve formě krystalů. Zrnka uhlíku by naopak žár nepřežila a místo toho by byla přítomna jako plynný oxid uhelnatý nebo uhličitý. Uhlík však stále může být významnou složkou pevných částic v chladném vnějším disku, což pozorování provedená v rámci této studie zachytit nedokážou.
Prach bohatý na železo a chudý na uhlík by také dobře odpovídal podmínkám ve Sluneční soustavě. Merkur a Země jsou planety bohaté na železo, zatímco Země obsahuje relativně málo uhlíku. „Domníváme se, že disk HD 144432 může být velmi podobný rané Sluneční soustavě, která poskytla spoustu železa současným kamenným planetám,“ říká van Boekel. „Naše studie může představovat další příklad ukazující, že složení Sluneční soustavy může být zcela typické.“
J. Varga et al, Mid-infrared evidence for iron-rich dust in the multi-ringed inner disk of HD 144432, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202347535
Zdroj: Max Planck Society / Phys.org, přeloženo, zkráceno
