První přímý důkaz o vodním ledu v okolí mladé hvězdy
19.7.2016, Jan Vítek, aktualita
Soustava Atakamská velká milimetrová anténní soustava (ALMA) nám poskytla první přímý důkaz o přítomnosti vody v okolí mladé hvězdy. Jedná se o V883 Orionis, která patří mezi protohvězdy, a má tak kolem sebe protoplanetární disk.
Atakamská velká milimetrová anténní soustava sestává z celkem 66 pojízdných teleskopů, které jsou umístěny v Chile ve výšce více než 5 km nad hladinou moře. Schopny jsou pozorovat vzdálený vesmír s využitím milimetrových i menších vlnových délek, a tak vznikající hvězda V883 Orionis je plně v její kompetenci. Tato hvězda, jak její název napovídá, se nachází v oblasti souhvězdí Orion a na naší obloze ji najdeme jako velice slabě svítící bod, pro jehož přímé sledování je potřeba teleskop.
V883 Orionis je protohvězda, již obklopuje protoplanetární disk a ALMA v něm vůbec poprvé uviděla důkaz o přítomnosti vody (v podobě ledu), která se pohybuje v určité vzdálenosti a dle astronomů tvoří jistou demarkační linii mezi skalnatými planetami a plynnými obry. Pomohla tomu i dávka štěstí. Obvykle je tato linie pro astronomy neviditelná, neboť je příliš blízko k mateřské hvězdě (asi 5 astronomických jednotek - AU), která září jen slabě. V833 Orionis ale má zrovna období se zvýšenou zářivostí, díky čemuž se, jak ukazuje následující obrázek, hranice posunula výrazně dále, a to na 42 AU. Právě díky tomu ji ALMA mohla zachytit.
Náš vlastní systém je tvořen skalnatými planetami Merkur, Venuše, Země a Mars, které jsou nejblíže Slunci, pak tu máme plynné obry Jupiter a Saturn a nakonec ledové obry Neptun a Uran. Poslední dvě planety ale jsou tvořeny spíše vodíkem a heliem a led v jejich názvu není zmíněn proto, že by měly obsahovat nějak pozoruhodně vysoké procento zmrzlé vody. Je tak pravděpodobné, že naše soustava dříve vypadala velice podobně.
- snímek V883 Orionis pořízení soustavou ALMA -
Díky ALMA a V883 Orionis tak můžeme lépe zjistit, kde a jak se tvoří planety, jež se mohou stát kolébkou pro život. Na snímku hvězdy můžete vidět tmavý kruh, což je právě ona linie, za níž už je teplota dostatečně nízká na to, aby voda tvořila led. Tento led (a jeho pozice) je dle astronomů velice důležitý, neboť ovlivňuje to, jak prach a planetesimály tvoří zárodky nových planet. Otázka je, jak do toho spadá posun linie mezi oblastí ledu a vnitřní oblastí. Ten může rovněž hrát roli v tom, jak se tvoří takzvané horké Jupitery, čili plynné obry, které se pohybují velice blízko své hvězdy (0,015 až 0,5 AU). Ty pozoruhodně často nachází vesmírný teleskop Kepler, ovšem vědci zatím neví, zda se tak děje kvůli tomu, že horké Jupitery jsou obvyklý jev, nebo je nacházíme tak často kvůli technickým možnostem sledovacích zařízení.
Teoretickou možností také je, že tyto velké planety se tvoří až za ledovou linií a postupně migrují směrem k hvězdě, kde se usídlí na stabilní orbitě. Něco podobného se prý mohlo stát i našemu Jupiteru, ale tento jeho (i náš) osud měl zvrátit zformující se Saturn, který jej donutil vrátit se zpět a stabilizoval Jupiterovu pozici. Tato hypotéza s názvem 'Grand Tack' rovněž vysvětluje, proč je Mars o tolik menší než Venuše a Země. Jupiter měl totiž na své výletu do středu soustavy sebrat materiál, který by jinak připadl právě Marsu.
V883 Orionis je protohvězda, již obklopuje protoplanetární disk a ALMA v něm vůbec poprvé uviděla důkaz o přítomnosti vody (v podobě ledu), která se pohybuje v určité vzdálenosti a dle astronomů tvoří jistou demarkační linii mezi skalnatými planetami a plynnými obry. Pomohla tomu i dávka štěstí. Obvykle je tato linie pro astronomy neviditelná, neboť je příliš blízko k mateřské hvězdě (asi 5 astronomických jednotek - AU), která září jen slabě. V833 Orionis ale má zrovna období se zvýšenou zářivostí, díky čemuž se, jak ukazuje následující obrázek, hranice posunula výrazně dále, a to na 42 AU. Právě díky tomu ji ALMA mohla zachytit.
Náš vlastní systém je tvořen skalnatými planetami Merkur, Venuše, Země a Mars, které jsou nejblíže Slunci, pak tu máme plynné obry Jupiter a Saturn a nakonec ledové obry Neptun a Uran. Poslední dvě planety ale jsou tvořeny spíše vodíkem a heliem a led v jejich názvu není zmíněn proto, že by měly obsahovat nějak pozoruhodně vysoké procento zmrzlé vody. Je tak pravděpodobné, že naše soustava dříve vypadala velice podobně.
- snímek V883 Orionis pořízení soustavou ALMA -
Díky ALMA a V883 Orionis tak můžeme lépe zjistit, kde a jak se tvoří planety, jež se mohou stát kolébkou pro život. Na snímku hvězdy můžete vidět tmavý kruh, což je právě ona linie, za níž už je teplota dostatečně nízká na to, aby voda tvořila led. Tento led (a jeho pozice) je dle astronomů velice důležitý, neboť ovlivňuje to, jak prach a planetesimály tvoří zárodky nových planet. Otázka je, jak do toho spadá posun linie mezi oblastí ledu a vnitřní oblastí. Ten může rovněž hrát roli v tom, jak se tvoří takzvané horké Jupitery, čili plynné obry, které se pohybují velice blízko své hvězdy (0,015 až 0,5 AU). Ty pozoruhodně často nachází vesmírný teleskop Kepler, ovšem vědci zatím neví, zda se tak děje kvůli tomu, že horké Jupitery jsou obvyklý jev, nebo je nacházíme tak často kvůli technickým možnostem sledovacích zařízení.
Teoretickou možností také je, že tyto velké planety se tvoří až za ledovou linií a postupně migrují směrem k hvězdě, kde se usídlí na stabilní orbitě. Něco podobného se prý mohlo stát i našemu Jupiteru, ale tento jeho (i náš) osud měl zvrátit zformující se Saturn, který jej donutil vrátit se zpět a stabilizoval Jupiterovu pozici. Tato hypotéza s názvem 'Grand Tack' rovněž vysvětluje, proč je Mars o tolik menší než Venuše a Země. Jupiter měl totiž na své výletu do středu soustavy sebrat materiál, který by jinak připadl právě Marsu.
Pozorováním ledové linie v mladém systému tak máme potvrzenu základní domněnku o distribuci vodního ledu, ale bude zapotřebí ještě daleko více pozorování na to, abychom mohli pochopit způsob, jakým se tvoří planety. Nyní by nejvíce pomohl systém, který je v pokročilejší fázi svého vývoje. Prozatím se můžete podívat na pěkné video, v němž si zazoomujeme až na V883 Orionis.
Zdroj: Astronomy
