Hvězda Fomalhaut: prachový prstenec, možná i planeta
Doposud nejpodrobnější snímek úzkého prstence, pořízený ve viditelném světle, jasně ukazuje, že jeho střed se nachází ve velké vzdálenosti 2,3 miliardy km od hvězdy. Je to vzdálenost, rovnající se téměř polovině poloměru naší Sluneční soustavy. Nejpravděpodobnějším vysvětlením excentrické polohy prstence je přítomnost "neviditelné" planety, která kolem hvězdy obíhá po eliptické dráze, přičemž gravitačně ovlivňuje tvar a polohu prstence. Tato geometrie nápadného prstence, nakloněného směrem k Zemi, by neměla vykazovat tak velký posun středu, pokud by byl prstenec ovlivňován pouze gravitací hvězdy Fomalhaut.
Posunutí středu prstence do velké vzdálenosti od středu hvězdy bylo odvozeno již z dřívějších pozorování s nízkým rozlišením v oboru submilimetrového záření, a dále na základě aplikace teoretických modelů a fyzikálních předpokladů. Ostré fotografie z HST přímo odhalují posun středu prstence od hvězdy. Pozorování poskytují jasné důkazy přítomnosti přinejmenším jednoho nepozorovaného objektu planetární hmotnosti, obíhajícího kolem hvězdy. Pokud by se jednalo o těleso větší než planety, například o hnědého trpaslíka, HST by jej zcela určitě detekoval.
"Naše nové fotografie potvrzují dřívější teorie, které předpokládaly ovlivňování prstence planetou," říká astronom Paul Kalas (University of California, Berkeley). "Prstenec se podobá Kuiperovu pásu v naší Sluneční soustavě, což je jakýsi rezervoár ledových těles, která zde zbyla po období formování planet při vzniku Sluneční soustavy."
Vnitřní okraj prstence je ovlivňován více než jeho vnější okraj, což prozrazuje, že přítomná planeta gravitačně "vymetla" materiál z vnitřních oblastí, podobně jako pluh čistí silnici od sněhu. Dalším důležitým znakem planetárního vlivu je fakt, že prstenec je relativně úzký. Jeho šířka je přibližně 3,7 miliardy km. Bez přítomnosti tělesa, které by gravitačně působilo na materiál prstence, by se částice prachu rozmístily do mnohem širšího útvaru.
Předpokládaná planeta může obíhat velmi daleko od hvězdy Fomalhaut, mezi hvězdou a vnitřním okrajem pozorovaného prstence - tj. ve vzdálenosti 7,6 až 10,5 miliardy km od hvězdy. Vnitřní okraj prstence se nachází ve vzdálenosti zhruba 19 miliard km od hvězdy Fomalhaut, tedy mnohem dále než například planeta Pluto od Slunce. Současná pozorování neumožňují spatřit planetu přímo, proto astronomové zatím nemohou určit její hmotnost. K tomuto účelu připravují počítačové simulace dynamiky prstence, což by jim mělo umožnit alespoň přibližně odhadnout hmotnost planety.
Stáří hvězdy Fomalhaut bylo určeno na 200 miliónů roků (stáří Slunce je 4,5 miliardy roků). Nachází se ve vzdálenosti 25 světelných let od Země v souhvězdí Jižní ryby. Pozorovaný prstenec kolem hvězdy Fomalhaut je 10krát starší než obdobné prstence, dříve objevené u hvězdy AU Microscopii ze souhvězdí Mikroskop a u hvězdy Beta Pictoris v souhvězdí Malíře, u nichž stále ještě může probíhat proces formování planet. Pokud si vezmeme naši Sluneční soustavu jako příklad, potom by u hvězdy Fomalhaut měly vzniknout planety zhruba několik desítek miliónů roků po vzniku hvězdy.
"Velikost prachového prstence kolem hvězdy Fomalhaut napovídá, že ne všechny planetární soustavy vznikají a vyvíjejí se stejným způsobem - planetární architektura může být naprosto odlišná u různých hvězd," říká Kalas. "Přestože prstenec kolem hvězdy Fomalhaut je analogický s Kuiperovým pásem ve Sluneční soustavě, jeho průměr je 4krát větší."
Paul Kalas se svými spolupracovníky používal HST k mapování struktury prstence kolem hvězdy Fomalhaut po dobu 5 měsíců v roce 2004. Hvězda byla pozorována pomocí zařízení ACS (Advanced Camera for Surveys), která pomocí koronografu odstínila záření samotné hvězdy, což umožnilo pozorovat detaily ve velmi slabě svítícím prstenci. Nepodařilo se však zmapovat celý prstenec, protože se zkrátka celý nevešel do zorného pole kamery. Astronomové plánují další pozorování v létě letošního roku.
Další obrázky jsou k dispozici na hubblesite.org.
Zdroj: spaceref.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
O autorovi
František Martinek
Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.
