Kolem nedaleké hvězdy existují dvě rodiny komet

ESO 032/14 tisková zpráva

Populace extrasolárních komet u hvězdy Beta Pictoris

Astronomové využili data z přístroje HARPS pracujícího na observatoři La Silla v Chile k výzkumu populace komet kolem nedaleké hvězdy. Tým francouzských astronomů pozoroval na 500 komet obíhajících kolem hvězdy Beta Pictoris a objevil, že patří ke dvěma rozdílným rodinám: staré komety, které mnohokrát opakovaně prošly v blízkostí mateřské hvězdy, a mladší, které patrně vznikly v důsledku rozpadu jednoho nebo více mnohem větších objektů. Výsledky výzkumu byly zveřejněny 23. října 2014 ve vědeckém časopise Nature.

Beta Pictoris je mladá hvězda ležící asi 63 světelných let od Slunce. Její stáří se pohybuje pouze kolem 20 milionů let a je stále obklopena mohutným diskem hmoty – mladým hustým a dynamickým planetárním systémem, ve kterém dochází ke srážkám těles a odpařování zmrzlého materiálu.

Hlavní autor článku popisujícího novou studii Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC) vysvětluje: „Beta Pictoris je opravdu velmi zajímavý cíl. Naše pozorování těchto exokomet nám poskytují celou řadu indicií, které pomohou pochopit procesy odehrávající v tomto typu mladého planetárního systému.“ 

Drobné změny jasnosti hvězdy Beta Pictoris astronomové pozorují téměř 30 let. Předpokládá se, že by je mohl způsobovat průchody komet před diskem samotné hvězdy. Komety jsou sice drobné objekty o průměru několika kilometrů, které jsou ale bohaté na ledové složky, které se odpařují jakmile se jádro přiblíží ke hvězdě. Díky tomu vznikají velmi dlouhé kometární ohony tvořené plynem a prachovými částicemi, které mohu část světla absorbovat. Extrasolární kometa sama je přezářena světlem mnohem jasnější hvězdy, proto není možné ji ze Země pozorovat.  

Při zkoumání exokomet kolem hvězdy Beta Pictoris členové týmu analyzovali více jak 1000 pozorování provedených spektrografem HARPS a dalekohledem ESO o průměru primárního zrcadla 3,6 m mezi lety 2003 a 2011na observatoři La Silla v Chile.

Vědci z těchto údajů vybrali 493 jednotlivých extrasolárních komet. Některé z nich byly pozorovány opakovaně po několik hodin. Pečlivá analýza umožnila získat měření rychlosti a velikosti oblaků plynu. Bylo možné také odvodit některé základní charakteristiky drah těchto těles, jako tvar a orientaci dráhy nebo vzdálenost od hvězdy.

Provedená analýza několika set komet v jednom exoplanetárním systému je unikátní. Odhalila přítomnost dvou rozdílných kometárních rodin: jednu rodinu tvoří staré komety, jejichž dráhy jsou ovlivňovány přítomností hmotné planety [1], druhá rodina pravděpodobně vznikla nedávným rozpadem jednoho čí více větších těles. Různé rodiny komet existují rovněž ve Sluneční soustavě.

Exokomety první rodiny se pohybují po různých drahách a vykazují jen slabou aktivitu (produkují nízké množství plynu i prachu). To by mohlo naznačovat, že během mnoha průchodů v blízkosti hvězdy Beta Pictoris vypotřebovaly větší část svých zdrojů ledů. [2]

Exokomety patřící do druhé rodiny jsou mnohem aktivnější a pohybují se po téměř identických drahách [3]. To by mohlo naznačovat, že mqjí společný původ pravděpodobně v rozpadu většího objektu, jehož fragmenty se nyní pohybují po dráze kolem hvězdy Beta Pictoris.
 
Flavien Kiefer dodává: „Poprvé se pomocí statistické studie podařilo určit fyzikální i dráhové charakteristiky velkého počtu komet obíhajících kolem vzdálené hvězdy. Naše práce poskytuje podstatný pohled na mechanismy, které se uplatňovaly i ve Sluneční soustavě krátce po jejím vzniku před 4,5 miliardami let.“

Zdroj

Poznámky

[1] Obří planeta Beta Pictoris b, která byla objevena na dráze ve vzdálenosti asi 1 biliónu kilometrů od hvězdy, byla zkoumána na základě řady snímků s vysokým rozlišením pořízených s pomocí adaptivní optiky. 

[2] Dráhy těchto komet (jejich výstřednost a orientace) jsou přesně takového charakteru, jaký bychom očekávali pro komety zachycené v dráhové rezonanci s hmotnou planetou Beta Pictoris b. Vlastnosti drah komet první rodiny ukazují, že planeta v rezonanci se musí nacházet asi ve vzdálenosti 700 milionů kilometrů od hvězdy, což je velmi blízko pozorované objevové poloze planety. Beta Pictoris b.

[3] Jsou tedy podobné kometam Kreutzovy skupiny ve Sluneční soustavě, nebo případně fragmentům komety Shoemaker-Levy 9, která se srazila s Jupiterem v července 1994.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku "Two families of exocomets in the Beta Pictoris system", který byl publikován 23. října 2014 ve vědeckém časopise Nature.

Složení týmu: F. Kiefer (Institut d’astrophysique de Paris [IAP], CNRS, Université Pierre & Marie Curie-Paris 6, Paris, Francie), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Institut de radioastronomie millimétrique, Saint Martin d’Hères, Francie), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble [IPAG], CNRS, Université Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, Francie), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) and R. Ferlet (IAP).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek Nature
• snímky observatoře La Silla
• snímky přístroje HARPS

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Alain Lecavelier des Etangs; Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC; France; Tel.: +33-1-44-32-80-77; Mobil: +33 6 21 75 12 03; Email: lecaveli@iap.fr

Flavien Kiefer; Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC and School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University; France / Israel; Tel.: +972-502-838-163; Email: kiefer@iap.fr

Richard Hook; ESO education and Public Outreach Department; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1432. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.