Astronomové odhalili nové spojení mezi vodou a vznikem planet

Vědci našli vodní páru v disku kolem mladé hvězdy přesně tam, kde se mohou formovat planety. Voda je klíčovou složkou pro život na Zemi a má se také za to, že hraje významnou roli při formování planet. Dosud jsme však nikdy nebyli schopni zmapovat, jak je voda distribuována ve stabilním chladném disku – typu disku, který nabízí nejpříznivější podmínky pro vznik planet kolem hvězd. Nová zjištění byla umožněna díky radioteleskopu Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA), jehož partnerem je Evropská jižní observatoř (ESO).

„Nikdy jsem si nepředstavoval, že bychom mohli zachytit snímek oceánů vodní páry ve stejné oblasti, kde se pravděpodobně formuje planeta,“ říká Stefano Facchini, astronom z univerzity v italském Miláně, který vedl studii publikovanou v Nature Astronomie. Pozorování odhalila nejméně třikrát více vody než ve všech pozemských oceánech ve vnitřním disku mladé Slunci podobné hvězdy HL Tauri, která se nachází 450 světelných let od Země v souhvězdí Býka.

„Je skutečně pozoruhodné, že dokážeme nejen detekovat, ale také zachytit detailní snímky a prostorově rozlišit vodní páru ve vzdálenosti 450 světelných let od nás,“ dodává spoluautor Leonardo Testi, astronom z univerzity v Bologni. „Prostorově rozlišená“ pozorování pomocí radioteleskopu ALMA umožňují astronomům určit distribuci vody v různých oblastech disku. „Účast na tak důležitém objevu v ikonickém disku HL Tauri byla nad rámec toho, co jsem kdy očekával pro svou první výzkumnou zkušenost v astronomii,“ dodává Mathieu Vander Donckt z Univerzity v belgickém Lutychu, který byl v době účasti na výzkumu magisterským studentem.

Významné množství vody bylo nalezeno v oblasti, kde existuje známá mezera v disku HL Tauri. Mezery v podobě prstence jsou vytvořeny v discích bohatých na plyn a prach tím, že zde obíhají mladá tělesa podobná planetám, když shromažďují materiál a rostou. „Naše nedávné snímky odhalují značné množství vodní páry v různých vzdálenostech od hvězdy, které zahrnují mezeru, kde by se v současnosti mohla potenciálně tvořit planeta,“ říká Facchini. To naznačuje, že tato vodní pára by mohla ovlivnit chemické složení planet, které se v těchto oblastech tvoří.

Pozorování vody pomocí pozemského radioteleskopu není nic složitého, přestože hojná vodní pára v zemské atmosféře degraduje astronomické signály. ALMA, provozovaná ESO společně se svými mezinárodními partnery, je řada radioteleskopů v chilské poušti Atacama v nadmořské výšce asi 5000 metrů, která byla postavena ve vysokém a suchém prostředí speciálně za účelem minimalizace této degradace a poskytuje výjimečné pozorovací podmínky. „K dnešnímu dni je ALMA jediným zařízením schopným prostorově rozlišit vodu v chladném disku s tvorbou planet,“ říká spoluautor Wouter Vlemmings, profesor na Chalmers University of Technology ve Švédsku.

„Je opravdu vzrušující přímo na obrázku vidět, jak se molekuly vody uvolňují z ledových prachových částic,“ říká Elizabeth Humphreysová, astronomka z ESO, která se také podílela na studii. Prachová zrna tvořící disk jsou zárodky vznikajících planet, které se srážejí a shlukují do stále větších těles obíhajících kolem hvězdy. Astronomové věří, že tam, kde je dost chladno na to, aby voda zamrzla na prachových částicích, se zrnka lepí dohromady efektivněji – je to ideální místo pro vznik planet. „Naše výsledky ukazují, jak může přítomnost vody ovlivnit vývoj planetárního systému, stejně jako tomu bylo před 4,5 miliardami let v naší vlastní Sluneční soustavě,“ dodává Facchini.

S vylepšeními probíhajícími na radioteleskopu ALMA a Extrémně velkém dalekohledem (ELT) ESO, který bude spuštěn během této dekády, bude formování planet a role, kterou v ní hraje voda, jasnější než kdy jindy. Zejména spektrograf METIS, Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, poskytne astronomům bezkonkurenční pohledy na vnitřní oblasti planetotvorných disků, kde se tvoří planety jako Země.

Zdroj: https://www.eso.org/public/news/eso2404/

autor: František Martinek