Umírající hvězda vypráví příběh o zrození planet

Astronomové zcela neočekávaně změnili místa, kde studují vznik a vývoj planet – těmi místy ve vesmíru jsou možná překvapivě „mrtvé“ hvězdy (respektive hvězdy v závěrečném stadiu svého vývoje). V nitru těchto hvězd již neprobíhají termojaderné reakce.

Pozorování, uskutečněná pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu (NASA), odhalila šest odumřelých hvězd – tzv. bílých trpaslíků, obklopených oblaky prachu z rozbitých asteroidů. To může být docela chmurná představa, avšak rozbor pozorovaného materiálu je zdrojem informací o složení stavebního materiálu pro vznik planet v okolí jiných hvězd než Slunce.

Dosavadní výsledky pozorování naznačovaly, že stejný materiál, z jakého vznikla Země a další kamenná tělesa v naší Sluneční soustavě, by mohl být ve vesmíru běžný. A jestliže je takovýto materiál běžný, pak by měly být běžné i kamenné planety.

„Jestliže byste rozbili asteroidy a kamenné planety obíhající kolem Slunce, obdrželi byste stejný prach, jaký pozorujeme v těchto cizích hvězdných soustavách,“ říká Michael Jura (University of California, Los Angeles), který tyto výsledky představil 5. ledna 2009 na zasedání Americké astronomické společnosti v Long Beach, Kalifornie. „Tato skutečnost nám říká, že kolem cizích hvězd musely obíhat podobné planetky, jaké jsou ty v naší Sluneční soustavě – a proto zde mohly také obíhat kamenné planety.“ Michael Jura je hlavním autorem objevu. Zpráva o něm již byla přijata k publikování v časopise Astronomical Journal.

Planetky a planety vznikají z materiálu, který v podobě prachu krouží kolem mladých hvězd. Zrníčka prachu se slepují dohromady, vytvářejí „hroudy“, případně „dospělé“ planety. Planetky jsou jakýmsi „smetím“, nespotřebovaným při tvorbě planet. Když se hvězda jako je naše Slunce pomalu blíží ke konci svého života, zvětší svůj objem a přejde do stadia rudého obra, který postupně zničí své vlastní vnitřní planety. Jak hvězda pokračuje v zániku, odhazuje své vnější vrstvy a její jádro se smršťuje – vzniká bílý trpaslík.

Někdy se obíhající asteroid zatoulá příliš blízko k bílému trpaslíkovi a zde nastává jeho zánik – gravitace bílého trpaslíka roztrhá planetku na malé kousky. Podobným způsobem ukončila svoji existenci kometa Shoemaker Levy 9, když ji gravitační pole planety Jupiter roztrhalo ještě předtím, než se kometa nakonec srazila s planetou v červenci 1994.

Kosmická observatoř Spitzer pozorovala vytvořené úlomky a prachové částice v okolí bílých trpaslíků pomocí svého infračerveného spektrografu, což je přístroj, který rozkládá záření podle jednotlivých vlnových délek duhového spektra, přičemž odhaluje stopy přítomných chemických látek. Již dříve observatoř Spitzer analyzovala prach z asteroidů v okolí dvou „zaprášených“ bílých trpaslíků; nová pozorování zvýšila jejich počet celkem na osm.

„Nyní, když máme k dispozici větší vzorek těchto zaprášených bílých trpaslíků, tak víme, že tyto události nejsou až tak mimořádně vzácné,“ říká Michael Jura.

Ve všech osmi případech pozorování pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu bylo zjištěno, že přítomný prach obsahuje silikátové minerály podobné olivínům, které se běžně nacházejí na Zemi. „To je záchytný bod, který naznačuje, že kamenný materiál v okolí těchto hvězd se vyvíjel velmi podobně jako v naší Sluneční soustavě,“ doplňuje Michael Jura.

Data ze Spitzerovy observatoře také vedou k závěru, že se v kamenných úlomcích nenachází uhlík – opět je to stejné jako u kamenných planet a asteroidů v naší Sluneční soustavě, které rovněž obsahují relativně malé množství uhlíku.

Asteroidy byly podle předpokladu rozbity zhruba před jedním miliónem roků, a to ve všech osmi případech pozorovaných bílých trpaslíků. Největší pozorovaná „hromada“ úlomků a prachu z asteroidů má rozměr kolem 200 km.

Michael Jura ještě dodává, že skutečně dokonalá pozorování soustav bílých trpaslíků teprve přijdou. Když jsou asteroidy v okolí umírající hvězdy „rozbíjeny na prach“, vznikají velmi malé úlomky. Naopak v okolí „žijících“ hvězd najdeme především asteroidy v podobě větších těles. Použitím spektrografu k analýze viditelného světla, vyzařovaného tímto jemným prachem, budou astronomové schopni studovat mimořádně jemné detaily – včetně informací o tom, jaké základní prvky jsou zde přítomny a v jakém množství. To nám pomůže odhalit mnohem více informací o tomto typu hvězdných soustav a jejich „planetárním“ materiálu.

Tento diagram, zhotovený na základě dat z kosmické observatoře Spitzer ukazuje, že jemný prach původem z rozbitých planetek v okolí umírajících hvězd – bílých trpaslíků – obsahuje silikáty, což jsou minerály, běžně rozšířené v zemské kůře. Data byla získána především pomocí infračerveného spektrografu na palubě kosmické observatoře Spitzer, což je přístroj, který rozkládá přicházející záření na základní složky podle vlnových délek. Žluté kotoučky představují zprůměrované údaje ze spektrografu, zatímco oranžové trojúhelníky představují starší data z infračervené kamery Spitzerova kosmického dalekohledu. Graf byl vytvořen pro bílého trpaslíka s označením GD 40.

Zdroj: http://www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2009-01/release.shtml

autor: František Martinek