Hubble a Webb se blíže podívali na disk trosek kolem Vegy

Neexistuje žádný zřejmý důkaz, že by jedna nebo více velkých exoplanet existovaly v disku trosek obklopující Vegu, jednu z nejjasnějších hvězd na noční obloze. Webbův teleskop pořídil přiložený snímek cirkumstelárního disku kolem Vegy pomocí přístroje MIRI (Mid-Infrared Instrument). Vega je mladá hmotná hvězda vzdálená přibližně 25 světelných let v souhvězdí Lyry. Je klasifikována jako spektrální typ A – což je označení pro hvězdy, které jsou obvykle větší, mladší a mnohem rychleji rotující než Slunce.

Vega, známá také jako Alfa Lyrae, Gliese 721 a HD 172167, je stará 455 milionů let a má hmotnost dvojnásobku Slunce. Kolem své osy se otočí jednou za 16 hodin – mnohem rychleji než Slunce, jehož rotační perioda činí 27 pozemských dní. Vega je legendární, protože nabídla první důkaz o obíhání materiálu kolem hvězdy.

Tuto hypotézu poprvé vyslovil Immanuel Kant v roce 1775. Trvalo však více než 200 let, než byly v roce 1984 shromážděny první pozorovací důkazy. Záhadný přebytek infračerveného světla z teplého prachu byl detekován infračervenou astronomickou družicí NASA s názvem IRAS (Infrared Astronomical Satellite). Byl interpretován jako obal nebo disk prachu, který sahá od hvězdy na dvojnásobek poloměru oběžné dráhy Pluta. V novém výzkumu astronomové analyzovali snímky disku trosek kolem Vegy pořízené Hubbleovým vesmírným dalekohledem HST a vesmírným dalekohledem Jamese Webba (JWST).

„Kolem Vegy byl poprvé objeven jeden z prototypů planetárních disků,“ uvedla Kate Su z Arizonské univerzity a její kolegové v článku prezentujícím výsledky výzkumu Webbova teleskopu. „Otevřel tak širokou oblast studia, která je nyní využívána k identifikaci exoplanet s relativně nízkou hmotností, jež jsou mimo dosah jiných technik, a také k odhalení detailních vlastností soustav malých těles v jiných planetárních systémech.“

„Vega je i nadále neobvyklá,“ dodal Schuyler Wolff, astronom z Arizonské univerzity a hlavní autor článku prezentujícího výsledky Hubbleova výzkumu. „Architektura soustavy Vega se výrazně liší od Sluneční soustavy, kde obří planety jako Jupiter a Saturn brání šíření prachu tak, jak je tomu u Vegy. Pro srovnání je zde blízká hvězda Fomalhaut, která je přibližně ve stejné vzdálenosti, stáří a teplotě jako Vega.“

Ale architektura Fomalhautu se od architektury Vegy značně liší. Fomalhaut má tři pásy trosek. Jako pastýřská tělesa kolem Fomalhautu se předpokládají exoplanety, které gravitačně stahují prach do prstenců, ačkoliv žádná planeta zatím nebyla pozitivně identifikována.

„Vzhledem k fyzické podobnosti hvězd Vega a Fomalhaut se zdá, že Fomalhaut byl schopen vytvořit planety a Vega ne,“ řekl George Rieke, rovněž z Arizonské univerzity. „V čem je tedy rozdíl? Vytvořilo jej okolní hvězdné prostředí, nebo samotná hvězda? Záhadné je, že v obou případech funguje stejná fyzika,“ dodal Schuyler Wolff.

Webbův teleskop vidí infračervenou záři z disku částic o velikosti písku, který víří kolem modrobílé hvězdy, která je 40krát jasnější než naše Slunce. HST zachytil vnější halo tohoto disku s částicemi ne většími než kouř, které odrážejí světlo hvězdy. Rozložení prachu v disku trosek Vegy je vrstevnaté, protože tlak hvězdného světla vytlačuje menší zrnka rychleji než zrnka větší.

„Hubbleův a Webbův dalekohled umožňují velmi jasný pohled na Vegu,“ řekl Andras Gáspár, astronom z Arizonské univerzity a spoluautor obou článků. „Je to záhadný systém, protože se nepodobá jiným cirkumstelárním diskům, na které jsme se dosud dívali. Disk kolem Vegy je hladký, výrazně hladký.“

Disk kolem Vegy má sice nepatrnou mezeru ve vzdálenosti asi 60 AU od hvězdy (dvojnásobek vzdálenosti Neptunu od Slunce), ale jinak je velmi plynulý po celé své šíři, než se ztratí v záři hvězdy. To ukazuje, že zde nejsou žádné planety do hmotnosti Neptunu, které by obíhaly po vzdálených oběžných drahách, jako je tomu ve Sluneční soustavě.

„Detailně vidíme, jak velká je rozmanitost mezi cirkumstelárními disky a jak je tato rozmanitost vázána na základní planetární systémy,“ řekla Kate Su. „V procesu vzniku planet je stále mnoho neznámých a myslím, že tato nová pozorování Vegy pomohou omezit modely vzniku planet.“

Obě práce vyjdou v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/hubble-webb-planetary-debris-disk-vega-13392.html a https://phys.org/news/2024-11-hubble-webb-probe-smooth-disk.html

autor: František Martinek