Spirály v disku, kde se tvoří planety, poprvé zachyceny radioteleskopem ALMA

Astronomové využívající soustavu radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) poprvé zachytili na video spirální pohyb struktur v disku, kde se formují planety. Tyto spirály, o nichž se dlouho předpokládalo, že hrají klíčovou roli při zrodu planet, byly nyní pozorovány při dynamickém směřování kolem mladé hvězdy IM Lupi (v souvězdí Vlka), což nabízí přímý pohled do nejranějších fází formování planetární soustavy.

Naše Sluneční soustava obsahuje osm planet, ale mimo ni bylo objeveno již více než 6 000 exoplanet (podle katalogu NASA). Přesný proces, kterým se tyto planety tvoří, zůstává nejasný. Protoplanetární disky – rotující disky plynu a prachu kolem mladých hvězd – jsou považovány za kolébky planet a spirální struktury v nich jsou považovány za klíčový faktor. Planety mohou vznikat hromaděním pevných částic uvnitř spirálních ramen nebo fragmentací samotných spirál do jednotlivých planet.

Až doposud však astronomové nebyli schopni rozlišit, zda je spirála předchůdcem formování planety, nebo produktem mladé planety, která se již formuje. Teoretické předpovědi naznačují, že spirály vytvořené vlastní gravitací disku by se měly navíjet a nakonec zmizet. Naproti tomu spirály vyvolané gravitací planety zůstávají stabilní a rotují spolu s planetou.

Aby tuto myšlenku ověřili, vědci zkoumali protoplanetární disk kolem mladé hvězdy IM Lupi, který vykazuje nápadná spirální ramena. Na základě pozorování radioteleskopem ALMA pořízených v letech 2017, 2019 a 2024 vytvořil tým video ve stylu flipbooku, které pokrývalo sedm let. Spirální disk jasně vykazoval dynamický pohyb s rychlostí odpovídající teoretickým modelům spirál poháněných diskem. To potvrzuje, že gravitace samotného disku vytváří spirály v soustavě IM Lupi a že systém je pravděpodobně na prahu vzniku nových planet.

„Toto je první úspěšná detekce spirálového pohybu,“ řekl Tomohiro Yoshida, který vedl výzkumný tým. „Když jsem viděl výsledek analýzy – dynamickou vizualizaci spirály v pohybu – vykřikl jsem vzrušením. Tento úspěch byl umožněn dlouhodobým a stabilním provozem radioteleskopu ALMA, který vykazuje nejvyšší výkon na světě. V budoucnu plánujeme provádět podobná pozorování na jiných protoplanetárních discích, abychom vytvořili dokument o celém procesu formování planetární soustavy.“

Tento průlom otevírá nové okno do nejranějších fází formování planet. Další studie IM Lupi a podobných systémů by mohly brzy odhalit v nebývalých detailech, zda se planetární systémy podobají naší Sluneční soustavě.

Zdroj: https://www.almaobservatory.org/en/press-releases/spirals-in-planet-forming-disk-caught-twisting-for-the-first-time-with-alma/

autor: František Martinek