Astronomové pořídili přímé fotografie dvou protoplanet u hvězdy PDS 70

Při využití infračervené kamery NIRC2 (Near-Infrared Camera) nainstalované na dalekohledu Keck II observatoře W. M. Keck Observatory na Maunakea, Havaj, astronomové přímo zobrazili dvě rodící se obří plynné planety PDS 70b a PDS 70c. PDS 70 je hvězda spektrálního typu K7 hlavní posloupnosti, která je od Země vzdálená 370 světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Kentaura.

Hvězda je rovněž známá pod označením V* V1032 Cen nebo IRAS 14050-4109, její stáří bylo určeno na 5,4 miliónu roků. Obíhají kolem ní dvě protoplanety PDS 70b a PDS 70c, hvězda je obklopena rovněž cirkumstelárním diskem, v němž se rozkládá široká oblast ve vzdálenosti 20 až 40 AU, která je vyčištěná od prachu.

Protoplaneta PDS 70b se nachází uvnitř mezery v disku a krouží ve vzdálenosti 21 AU od mateřské hvězdy, což zhruba odpovídá vzdálenosti planety Uran ve Sluneční soustavě. Odhadovaná hmotnost exoplanety leží v rozmezí 4 až 17 hmotností planety Jupiter.

Protoplaneta PDS 70c krouží v blízkosti vnějšího okraje mezery v disku, ve vzdálenosti 34,5 AU od hvězdy, což zhruba odpovídá poloze Neptunu ve Sluneční soustavě. Tato druhá exoplaneta je méně hmotná – její hmotnost je odhadována na 1 až 10 hmotností Jupitera.

PDS 70 je první známý vícenásobný planetární systém, kde astronomové mohou být svědkem formování planet přímo v akci. První přímé zobrazení jedné z planet této soustavy – PDS 70b – bylo uskutečněno v roce 2018 následované četnými snímky pořízenými na různých vlnových délkách, kdy byla v roce 2019 vyfotografována i planeta PDS 70c.

„Nastalo trochu vzrušení, když byly dvě protoplanety poprvé vyfotografovány,“ říká Jason Wang, astronom na Department of Astronomy at Caltech. „Planetární embrya vznikají v disku prachu a plynu, který ještě obklopuje nově zrozenou hvězdu.“

V tomto cirkumstelárním materiálu dochází k akreci za vzniku protoplanet, vytvářející jakýsi druh kouřové clony, která dělá obtížným odlišit pracho-plynný disk od vyvíjejících se planet na pořízeném snímku. Aby pomohli vnést do problému jasno, Jason Wang se svými spolupracovníky vyvinuli metodu k odlišení signálů z cirkumstelárního disku a z protoplanet na pořízené fotografii.

„Víme, že tvar disku by měl být symetrickým prstencem kolem hvězdy, zatímco protoplanety by měly být osamělé body na získaném snímku,“ říká Jason Wang. „Dokonce jestliže planety vypadají, že jsou posazeny na vrcholu disku, což je případ planety PDS 70c, na základě našich znalostí, jak disk vypadá skrz naskrz na celém snímku, můžeme odvodit, jak jasný by měl být disk v místě protoplanety a odečíst signál přítomného disku. Vše, co zůstane, je záření přítomné planety.“

Článek byl publikován v Astronomical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/images-two-protoplanets-pds-70-08445.html a https://phys.org/news/2020-05-astronomers-giant-newborn-planets-pds.html

autor: František Martinek