Pozorujeme zrod nové planety?

Astronomové nalezli objekt s označením Gaia-GIC-1, který je nejspíš následkem gigantické kolize dvou planetesimál – obřích těles, která slouží jako stavební kameny budoucích planet.

Gaia-GIC-1

Gaia-GIC-1 je hvězdný systém, který byl objeven díky vesmírnému teleskopu Gaia. Jedná se o mladou hvězdu typu F, která vykazuje neobvyklé kolísání jasnosti a přítomnost prachového materiálu na oběžné dráze kolem hvězdy.

Hvězdy typu F jsou o něco teplejší a hmotnější než naše Slunce. Tato hvězda byla samozřejmě dlouho klidná, dokud se v její blízkosti neodehrála katastrofa, kterou by bývali mohli v minulosti pozorovat případní mimozemští pozorovatelé i v našem vlastním systému.

Vysokou rychlostí se tu srazila dvě tělesa o velikosti malých planet. Výsledkem bylo vytvoření gigantického mračna trosek a prachu, které se začalo rozpínat a obíhat kolem hvězdy.

Tento oblak nyní periodicky zakrývá světlo systému Gaia-GIC-1 a my tak můžeme sledovat jeho vývoj v reálném čase.

Role družice Gaia

Objev by nebyl možný bez kombinace dat z několika vesmírných misí. Prvním signálem byly neobvyklé poklesy jasnosti zaznamenané družicí Gaia. Tato hvězda, dříve katalogizovaná jako Gaia20ehk, začala vykazovat chování typu dipper, což znamená, že její světlo je nepravidelně blokováno neprůhledným materiálem. Další pochopení toho, co se děje, ovšem přinesl výzkum hvězdy v infračervené oblasti spektra.

Data, která byla získaná v rocích 2020 až 2024, potvrdila intenzivní nárůst jasu v infračervené části spektra. To je jasný důkaz, že kolem hvězdy se nachází obrovské množství čerstvého prachu, který se zahřívá světlem hvězdy a následně toto teplo vyzařuje zpět do vesmíru jako infračervený přebytek.

Zóna dopadu

Vědci navíc objevili v datech periodickou změnu s délkou 380,5 dne. Pokud předpokládáme kruhovou dráhu kolem hvězdy o hmotnosti 1,3 Slunce, vychází vzdálenost zhruba 1,1 astronomické jednotky od centrální hvězdy. To odpovídá přibližné vzdálenosti, ve které obíhá Země kolem Slunce. Srážka se tedy odehrála v oblasti, kterou u jiných systémů nazýváme obyvatelnou zónou. Jsme tedy svědky formování planety, která bude možná jednoho dne podobná naší Zemi.

Fyzika kolize

V tomto systému přitom nepozorujeme už hotové planety, jak je známe z naší soustavy, ale planetesimály, tedy jejich předchůdce.

V systému Gaia-GIC-1 pravděpodobně došlo ke srážce dvou takových objektů, které již měly dostatečnou gravitaci na to, aby si udržely pevnou strukturu a možná i diferencované jádro. Hmotnost oblaku vědci odhadují na zhruba 4 × 10²⁰ kg, což odpovídá řádově setině hmotnosti Měsíce a desetitisícině hmotnosti Země.

Energie uvolněná při tomto nárazu byla tak obrovská, že se podstatná část jejich hmoty okamžitě vypařila nebo roztříštila na jemný prach. Právě tento prach, který nyní pozorujeme,

má dostatečnou plochu na to, aby zakryl významnou část hvězdy, což svědčí o tom, že se uvolnilo opravdu obrovské množství materiálu.

Formování nového prstence

Prachový oblak se od doby srážky neustále vyvíjí. Astronomové pozorují, jak se mračno trosek postupně rozprostírá podél oběžné dráhy. Tento proces se nazývá orbitální smykování. Původně kompaktní mrak se vlivem rozdílných rychlostí částic na mírně odlišných drahách natahuje do tvaru prstence.

To vede ke změnám v hloubce a délce tranzitů. Zatímco první zatmění byla krátká a velice zřetelná, novější pozorování ukazují delší a méně pravidelné poklesy jasnosti.

Většina prachových disků, které ve vesmíru vidíme, je stará miliony roků a nachází se v relativně stabilním stavu. Gaia-GIC-1 je ovšem zajímavá tím, že ji vidíme jen pár let po samotné kolizi. Je to jako najít na místě činu horkou stopu.

Vědci tak mohou testovat svoje teorie o závěrečné fázi formování planet, kdy v systému zbývá jen několik velkých těles, která mezi sebou soupeří o prostor.

Složení materiálu

Analýza infračerveného přebytku naznačuje, že prach je tvořen převážně křemičitany, což odpovídá složení plášťů kamenných planet. To naznačuje, že sražená tělesa byla skutečně skalnatého charakteru. Objektu se budou vědci věnovat samozřejmě i v budoucnu.

Chystají se pozorování pomocí dalekohledů jako James Webb (JWST) nebo nové mise SPHEREx. Vědci doufají, že detailní spektroskopie odhalí přesné chemické složení prachu a možná i přítomnost plynů uvolněných z atmosfér sražených těles. Mohli bychom tak zjistit, zda tyto budoucí světy obsahují těkavé látky jako vodu nebo oxid uhličitý.

^{Zdroj: Tzanidakis, A. & Davenport, J. R. A. (2026), Gaia-GIC-1: An Evolving Catastrophic Planetesimal Collision Candidate, The Astrophysical Journal Letters, Svazek 1000, Číslo 1.}