Vesmírná laboratoř, kde vznikají nové světy

Ještě poměrně nedávno jsme si nebyli jistí, jestli ve vesmíru vůbec existují exoplanety. Vědci dnes mají díky nové technologii možnost sledovat planetární systémy přímo při jejich zrodu. (délka blogu 3 min.)

PDS70

Systém PDS 70 (někdy označovaný také jako V1032 Centauri) je vzdálený přibližně 370 světelných roků od Země a na našem nebi ho můžete pozorovat v souhvězdí Kentaura.

Centrální hvězdou je mladý oranžový trpaslík spektroskopické třídy K7.

Dosahuje přibližně 76 % hmotnosti Slunce a má 1,26 násobek jeho poloměru. Její stáří se odhaduje na 5,4 milionu roků. Hvězda tedy vznikla přibližně v době, kdy se na Zemi následkem tektonického pohybu litosférických desek uzavřela přirozená úžina mezi Atlantickým oceánem a Středozemním mořem v místě, kde se dnes nachází Gibraltar. Ve srovnání se 4,6 miliardami roků, po které existuje naše Sluneční soustava, jde o velmi mladý systém.

Hvězdu obklopuje disk plynu a prachu o poloměru přes 130 astronomických jednotek. Uvnitř disku se nachází široká vyčištěná mezera s poloměrem zhruba od 20 do 60–80 astronomických jednotek. Tato mezera byla vytvořena gravitačním působením nově vznikajících planet, které plyn a prach pohlcují nebo rozptylují do okolí.

Planety

Astronomové dokázali přímým zobrazením (pomocí přístroje SPHERE na dalekohledu VLT v Chile) zachytit rodící se protoplanety přímo uvnitř mezery v disku.

PDS 70 b je plynný obr s hmotností několika Jupiterů nacházející se ve vzdálenosti přibližně 20 až 22 astronomických jednotek od hvězdy s oběžnou dobou zhruba 120 roků. Podle pozorování je obklopen vlastním oběžným prašným diskem (tzv. cirkumplanetárním diskem), z něhož nadále čerpá materiál.

PDS 70 c je druhý potvrzený plynný obr obíhající ve vzdálenosti okolo 34 astronomických jednotek. Obě planety se nacházejí v tzv. rezonanci blízké poměru 1:2.

Analýzy dat z teleskopů JWST, VLT a ALMA naznačují přítomnost dalších prachových shluků i možného třetího kandidáta - planetu, která by dostala název PDS 70 d. Stejně tak vědci předpovídají existenci různých trojanských objektů, tedy takových těles, která obíhají po oběžné dráze planet, nacházejí se na ní ale 60 úhlových stupňů před nebo za danou planetou.

Kometární aktivita

Přístroj MIRI na palubě Vesmírného dalekohledu Jamese Webba nedávno zachytil ve vnitřní zóně disku, ve vzdálenosti do 0,05 astronomické jednotky od hvězdy, přítomnost horké vodní páry. Jak se sem dostala?

Vědci předpokládají, že gravitační poruchy způsobené planetami PDS 70 b a c vytrhávají ledová tělesa z chladného vnějšího disku a posílají je směrem k centrální hvězdě, takže se tímto způsobem dostává do zóny formování kamenných planet voda.

Byla naměřena vysoká rychlost pohybu plynu v rozmezí -25 km/s až -115 km/s (tato rychlost odpovídá modrému posunu ve spektru). To odpovídá pohybu po značně protáhlé dráze. V nejnovějších datech byl dokonce zaznamenán i červený posun, tedy plyn, který se pohybuje přímo ke hvězdě.

Naměřená hustota tamního sodíkového plynu přitom převyšuje hodnoty, které by mohl generovat běžný hvězdný nebo diskový vítr.

Na základě naměřených dat vědci spočítali, že hmotnost uvolněného sodíkového mraku odpovídá sublimaci tělesa o průměru přibližně 0,3 až 1,4 kilometru (v závislosti na předpokládané hustotě a složení odpovídající chondritickým meteoritům nebo kometárnímu ledu). Jedná se tedy o tělesa rozměrově zcela srovnatelná s kometami v naší Sluneční soustavě.

Aby autoři ověřili, jestli je takový jev vůbec možný, provedli počítačovou simulaci s 10 000 testovanými stavy. Simulace potvrdily, že gravitační poruchy způsobené obřími planetami v disku dokážou během jednoho milionu roků vymrštit 0,5 až 3 % planetesimál z vnějšího disku do vnitřních oblastí.

Pokud se tyto závěry definitivně potvrdí, stane se PDS 70 vůbec nejmladší známou hvězdnou soustavou s prokázanou kometární aktivitou.

Podařilo by se tak podpořit teorii, že vnitřní kamenné planety mohou být zásobovány vodou a dalšími těkavými látkami právě díky kometárnímu bombardování z chladných vnějších oblastí disku, což je proces, který se nejspíš odehrával i v naší soustavě.

^{Zdroj: Potential sublimating exocomets around the young star PDS 70, Aline Novais, H. Jens Hoeijmakers, Alexandra Stockwell Murphy, Bibiana Prinoth, Anders Johansen, Klaudia Jaworska, Luan Ghezzi, Earth and Planetary Astrophysics, 24 Aug 2026}