Objevena vznikající obří planetární soustava kolem superobří hvězdy

"Tyto extrémně hmotné hvězdy jsou mimořádně horké a jasné a produkují velmi energetický hvězdný vítr, což činí ze vzniku planet velice obtížný proces," říká Joel Kastner (Rochester Institute of Technology, New York). "Námi získané informace napovídají, že proces vzniku planet může být ´vytrvalejší´, než jsme se doposud domnívali, a že probíhá kolem většiny hmotných hvězd, které příroda vytvořila."

Prachové disky kolem hvězd jsou podle našich představ důkazem přítomnosti nebo příslibem vzniku budoucí planetární soustavy. Také kolem našeho Slunce existuje řídký disk, tvořený kamennými a ledovými tělesy, nazvaný Kuiperův pás. Obsahuje rovněž prach, komety a větší tělesa typu Pluta.

V minulém roce astronomové, pracující s dalekohledem Spitzer, oznámili objev prachového disku kolem miniaturní hvězdy OTS 44 (tzv. hnědého trpaslíka), jejíž hmotnost dosahuje pouze 0,008 hmotnosti Slunce. Obdobné disky byly dříve nalezeny také u hvězd 5krát hmotnějších než Slunce.

Nová pozorování pomocí astronomické družice Spitzer rozšiřují interval hmotností hvězd, které jsou obklopeny prachovými disky, k mimořádně velkým hmotnostem. Tento kosmický dalekohled, pracující v oblasti infračerveného záření, zaznamenal mimořádně velké množství prachu kolem dvou dobře "vykrmených" hvězd, označených R66 a R126, které se nacházejí ve Velkém Magellanově mračnu, tedy v nejbližší sousední galaxii.

Obě hvězdy jsou velice hmotné, takže je jejich objevitelé nazvali "hyperobry". Jedná se doslova o žhnoucí horké hvězdy spektrální třídy O. Jejich hmotnosti 30krát až 70krát převyšují hmotnost Slunce. Pokud by se některá z těchto hvězd nacházela na místě našeho Slunce, potom by se všechny vnitřní planety včetně Země pohodlně vešly do jejího průměru, který asi 100krát převyšuje průměr Slunce.

Astronomové odhadují, že disky kolem hvězd jsou rovněž velice hmotné a obsahují materiál o hmotnosti několika Jupiterů. Sahají do vzdálenosti 60krát větší, než je vzdálenost Pluta od Slunce. Předpokládá se, že disky obsahují přibližně 10krát více materiálu, než je soustředěno v Kuiperově pásu v naší Sluneční soustavě. Kastner a jeho spolupracovníci tvrdí, že tyto prachové útvary mohou představovat první či poslední krok na cestě k formování planet. Pokud je správná ta druhá možnost, potom tyto disky mohou být zvětšenou verzí Kuiperova pásu.

"Disky mohou být zaplněny velkým množstvím komet a dalších velkých těles, která označujeme jako planetesimály," říká Kastner. Družice Spitzer detekovala tyto disky během průzkumu 60 jasných hvězd, zabalených do kulové prachové obálky (tzv. kokonu). Podle Kastnera se hvězdy R66 a R126 nápadně odlišovaly, neboť jejich spektra naznačovala přítomnost plochého disku. Kastner a jeho spolupracovníci se domnívají, že tyto disky rotují kolem hyperobřích hvězd, ale je také možné, že kolem hvězd obíhají i hvězdní průvodci - doposud nepozorované malé hvězdy.

Při podrobnějším průzkumu prachu, vytvářejícího hvězdné disky, byla odhalena přítomnost zrníčkům písku podobného stavebního materiálu pro vznik planet (tzv. silikáty). Navíc v disku kolem hvězdy R66 (vzdálenost 170 000 světelných let od Země) byly objeveny důkazy přítomnosti "chomáčů" silikátových krystalků či velkých prachových zrníček. Takovéto shlukování může být důležitým krokem, vedoucím ke vzniku planet. Disk kolem hvězdy R66 začíná ve vzdálenosti 120 AU (tj. 120krát větší, než je vzdálenost Země od Slunce) a rozprostírá se do vzdálenosti 2500 AU.

Tak hmotné hvězdy jako R66 a R126 "nežijí" příliš dlouho. Veškeré zásoby nukleárního paliva spotřebují během pouhých několika miliónů roků. A pak následuje výbuch - obrovská exploze označovaná jako supernova. Krátký život hvězdy nedává mnoho času pro vznik planet a pro vývoj případného života. Jakékoliv planety, které zde mohou vzniknout, budou s největší pravděpodobností při explozi hvězdy zničeny.

"Nevíme, zda planety podobné těm v naší Sluneční soustavě, mohou vzniknout v tak energetickém a dynamickém prostředí v okolí masivních hvězd. Avšak jestliže vzniknou, jejich existence bude velmi krátká," říká Charles Beichman, astronom Jet Propulsion Laboratory a California Institute of Technology, Pasadena.

Na obrázku v úvodu článku (umělecká představa) je porovnání prachového disku kolem hvězdy R66 s naší Sluneční soustavou. Vzdálenosti jsou v logaritmické škále. Velikosti Slunce a planet nejsou v měřítku, aby je vůbec bylo vidět.

Obrovský disk kolem hvězdy R66 obsahuje komplex organických molekul, nazývaných polycyklické aromatické uhlovodíky, právě tak jako silikátová zrníčka prachu. Polycyklické aromatické uhlovodíky jsou nezbytné pro vznik jednoduchého života. Silikáty jsou v podstatě písky a v tomto případě byly objeveny v podobě krystalické i amorfní.

Data byla pořízena infračerveným spektrometrem na palubě americké družice Spitzer Space Telescope (start 25. 8. 2003), tedy zařízením, které rozkládá infračervené záření podobně jako například optický hranol rozkládá sluneční světlo a vytváří "duhu". V připojeném grafu je intenzita záření prachu v disku kolem hvězdy znázorněna v závislosti na vlnové délce (světle žlutá křivka nahoře). Astronomové určili množství prachu a vytvořili model (šedá křivka), který velmi souhlasí s pozorováním. Model je souhrnem celkového rozložení různých forem prachových zrníček (různě barevné křivky).

Podobný disk byl objeven i kolem hvězdy R126, avšak u ní nebyl pozorován proces krystalizace silikátových zrníček.

Zdroj: spitzer.caltech a spitzer.caltech
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí