Astronomové pozorují rotaci blízkého protoplanetárního disku

Od objevení prvního protoplanetárního disku v roce 1984 kolem hvězdy Beta Pictoris poskytují tyto objekty astronomům laboratoře pro studium zrodu a vývoje světů kolem vzdálených hvězd. Tým z francouzského Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS) a univerzity v Bordeaux nedávno dosáhl průlomu v pochopení těchto planetárních kolébek, když přímo pozoroval rotaci protoplanetárního disku kolem mladé hvězdy AB Aurigae (v souhvězdí Vozky).

Zdá se, že disk se otáčí tak, jak by se dalo očekávat na základě fyzikálních zákonů. Existuje však několik oblastí, které se nepohybují tak, jak teorie předpovídá. Taková rotační anomálie je pravděpodobně způsobena přítomností obřích planet, které se v disku formují.

Tým použil přístroj s názvem SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), instalovaný na dalekohledu Very Large Telescope (VLT) Evropské jižní observatoře ESO v Chile. Tento vysoce citlivý infračervený přístroj umožnil týmu sledovat rotaci disku zaměřením na emise prachových zrn nacházejících se v disku.

AB Aurigae a její disk
Hubbleův vesmírný dalekohled HST pořídil některé z prvních detailních snímků disku AB Aurigae a od té doby astronomové disk studují, aby našli další důkazy o zrodu planet. Disk má ve skutečnosti několik podezřelých oblastí, kde by se planety mohly formovat. Alespoň jedna se zdá být spojena s podivnými zákruty v oblaku. Vzhledem k tomu, že zrod planet je stále ne zcela pochopený proces, pohyby, jako jsou ty v disku AB Aurigae, jsou důležitými vodítky k tomuto procesu a mohou poskytnout důkaz o nově vznikajících světech.

Samotná AB Aurigae je proměnná hvězda před hlavní posloupností, stará asi 4 nebo 5 milionů let. Stejně jako každá jiná hvězda se zformovala uvnitř oblaku plynu a prachu. Něco uvedlo oblak do pohybu a gravitační síla vtáhla materiál do shluku, který se nakonec stal protohvězdou. Postupem času se zbytek oblaku roztočil a zploštil, čímž vytvořil protoplanetární disk. Pozorování pomocí Hubbleova dalekohledu a pozemních teleskopů přímo zobrazila obrovského plynného obra uprostřed vývoje kolem AB Aurigae, nazvaného AB Aurigae b. Planeta leží poměrně daleko od hvězdy, ve vzdálenosti 93 AU, a zdá se, že má hmotnost okolo 9 ekvivalentů Jupitera.

V protoplanetárním disku kolem AB Aurigae existují i další předpokládaná místa vzniku planet. Jedno z nich se může nacházet asi 30 AU od hvězdy a mohlo by být důvodem zkroucení disku. Další dva možní kandidáti na protoplanetární oblast se nacházejí asi 400 až 600 AU daleko a jeví se jako husté shluky ve vnějších částech oblaku.

Pozorování SPHERE vyprávějí příběh
První detailní pozorování disku kolem hvězdy AB Aurigae naznačují řadu událostí, které ho formovaly. Jednak mohl interagovat s jiným hustým mračnem. To mohlo disk narušit. Pozorování pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) navíc ukázala spirální ramena bohatá na plyn. Je pravděpodobné, že se tato ramena vytvořila v reakci na existenci planety do 80 AU od hvězdy. Tyto další planety také ovlivňují oblak. Zdá se, že jedna z nich si proráží cestu diskem. Ta na 93 AU by mohla vytvářet svůj vlastní akreční disk. Nebo by se mohlo jednat o planetu, která se stále formuje a destabilizuje svou oblast v disku.

Pozorování pomocí SPHERE umožnila týmu sledovat struktury disku s vysokou mírou přesnosti. Identifikovali jasnou oblast, která je charakteristická pro akreční zóny v discích. Jsou to místa, kde se plyn a prach shlukují a nakonec dopadají na objekt v procesu formování plynného obra. Snímky disku AB Aurigae také odhalují rychlou rotaci slabých stínů vrhaných na jeho povrch neviditelnými strukturami. Mohlo by se jednat o další planety v procesu formování. Nebo by se mohlo jednat o neprůhledné shluky prachu obíhající v blízkosti hvězdy.

Tato zjištění, která ukazují složitější pohyby, než jaké předpovídají teoretické modely formování disku, rotace a dalších pohybů, otevřela nové směry výzkumu. Taková pozorování by měla vědcům v konečném důsledku poskytnout podrobnější pochopení formování a vývoje protoplanetárních disků a jejich případného planetárního potomstva.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/astronomers-make-live-observation-of-a-nearby-protoplanetary-disks-rotation a https://www.cnrs.fr/en/press/first-ever-live-observation-rotation-planetary-nursery

autor: František Martinek