Teleskop MagAO-X pořídil ohromující snímky formování planet

Koblihy prachu: Umělecké ztvárnění hvězdného systému PDS 70 s protoplanetami, z nichž každá je obklopena prachovými prstenci osvětlenými svitem hvězd. Samotné planety (nejsou v měřítku) mají tenké prstence z plazmatu zahřátého na přibližně 7 760 stupňů Celsia, které září v červené emisní čáře světla H-alfa.

Astronomové pomocí špičkového přístroje s adaptivní optikou MagAO-X pořídili dosud nevídané snímky mladých planet obíhajících kolem hvězdy PDS 70. Tyto „mladé planety“ jsou obklopeny prachovými prstenci, ve kterých se mohou vytvořit měsíce, a nabízejí tak vzácný pohled na vývoj planet.

Pohled do minulosti: pohled na mladé planety
Naše Sluneční soustava, která vznikla před více než 4,5 miliardami let, je považována za „středně starou“. Veškeré informace z jejích prvních dnů jsou dávno ztraceny v čase. Pomocí pokročilé adaptivní optiky však astronomové z Arizonské univerzity pořídili nebývalý pohled na planety v jejich dětském věku.

Tým použil přístroj Magellan Adaptive Optics Xtreme (MagAO-X) k pozorování dvou mladých planet obíhajících kolem PDS 70, pět milionů let staré hvězdy v souhvězdí Kentaura, která se nachází 370 světelných let od Země.

První pohled na mladé planety a jejich vznikající měsíce
Výsledky výzkumu, publikované v časopise The Astronomical Journal, poprvé odhalují kompaktní prstence prachu obklopující tyto „mladé planety“ – materiál, z něhož se nakonec mohou vytvořit měsíce. Výzkumníci rovněž zjistili dramatické změny v jasnosti planet, což je známkou chaotického počátku systému.

MagAO-X dosahuje své pozoruhodné kvality díky zrcadlu, které rychle mění tvar a koriguje atmosférické zkreslení, podobně jako sluchátka s potlačením šumu filtrují zvuk z pozadí.

Ostřejší než z HST: Převratný úspěch
„Je to opravdu velký technologický průlom,“ řekl Laird Close, profesor astronomie na Stewardově observatoři na U of A College of Science, a dodal, že snímky překonávají rozlišení kosmických observatoří, včetně 2,4metrového Hubbleova vesmírného dalekohledu a vesmírného dalekohledu Jamese Webba.

Přístroj, který je spojen s 6,5metrovým Magellanovým dalekohledem na observatoři Las Campanas v Chile, funguje jako „systém adaptivní optiky“, což znamená, že koriguje turbulence v atmosféře, které ovlivňují astronomická pozorování. Systém účinně eliminuje „mihotání“ hvězd a umožňuje dalekohledu pořizovat takové snímky, které se vyrovnají fotografiím z optických kosmických observatoří.

„Tvar zrcadla se mění rychlostí 2 000krát za sekundu,“ řekl Close. „Protože naše technologie odstraňuje rušivé vlivy atmosféry, je to trochu jako vzít zrcadlo 6,5metrového teleskopu a umístit ho do vesmíru kliknutím na tlačítko počítačové myši.“

„Tato úroveň rozlišení odhalila vlastnosti těchto planet v neuvěřitelných detailech,“ dodal Close. „Pro představu o rozlišení si představte, že stojím ve Phoenixu a vy v Tucsonu. Díky MagAO-X byste ze vzdálenosti 200 km viděli, zda držím v ruce jednu čtvrtdolarovou minci nebo dvě.“

Odhalení záhady vzniku planet
Astronomové se domnívají, že Sluneční soustava se v době svého zrodu mohla podobat zmenšené verzi planetárního systému PSD 70. V době, kdy byla ještě v plenkách, se naše Sluneční soustava podobala planetární soustavě PSD 70. Hvězda je obklopena obřím diskem plynu a prachu ve tvaru placky. Zajímavé je, že disk je poznamenán velkou mezerou bez prachu, což naznačuje existenci planet.

„Několik masivních planet funguje jako košťata nebo vysavače,“ řekl Close. „V podstatě rozptylují prach a vytvářejí velkou mezeru, kterou pozorujeme v tomto velkém disku plynu a prachu, který obklopuje hvězdu.“

Mladé planety, známé jako protoplanety, jsou velmi vzácné a planety PDS 70 b a PDS 70 c jsou jedinými takovými planetami, které astronomové dobře znají z více než 7 000 potvrzených exoplanet. Podle výzkumného týmu je vývoj ostřejších snímků protoplanet a prachu v jejich okolí klíčem k pochopení toho, jak planety a jejich měsíce vznikají.

Jak rostou mladé planety
Přestože planety v PDS 70 již mají několikanásobně větší hmotnost než Jupiter, jsou staré jen asi 5 milionů let – což znamená, že stále rostou. Jak planety získávají hmotu ze svého „rodného oblaku“, padají na ně „vodopády“ vodíkového plynu, vysvětlil Close.

Když k tomu dojde, planety zazáří v oblasti, kterou astronomové nazývají H-alfa, což je vlnová délka světla, které vyzařuje plynný vodík v určitém excitovaném stavu způsobeném nárazovým ohřevem plynu dopadajícího na povrch planety.

„Zaměření na tuto speciální vlnovou délku světla umožňuje přístroji MagAO-X účinně omezit šum a rozlišit protoplanety od jejich okolí nebo zobrazovacích artefaktů,“ vysvětlil Close. „Poprvé můžeme vidět prstence prachu obklopující protoplanety, které jsou viditelné díky jasnému světlu hvězd, které se od nich odráží,“ dodal Jialin Li, doktorand astronomie a spoluautor článku.

Během několika následujících milionů let se prach pravděpodobně zhroutí a vytvoří měsíce kolem každé z těchto mladých planet.

Šokující změna jasu
Ostré snímky MagAO-X odhalily první pozorování mladých planet, které dramaticky mění svou jasnost. Vědci pozorovali, že jedna z planet (PDS 70 b) během pouhých tří let zeslábla na pětinu své původní jasnosti, zatímco druhá (PDS 70 c) zdvojnásobila svou jasnost, uvedl Close a vysvětlil, že rychlá změna jasnosti v oblasti H-alfa může být způsobena změnami v množství vodíkového plynu, který na planety proudí.

„Jedna z planet v podstatě náhle přešla na dietu, zatímco druhá hodovala na vodíku,“ řekl Close. Vědci si zatím nejsou jisti, co přesně způsobuje tak dramatické změny.

Zdroj: https://scitechdaily.com/sharper-than-space-telescopes-magao-x-captures-stunning-images-of-planet-formation/

autor: František Martinek