Umírající hvězdy znemožňují vznik planet

Mlhovina v Oriónu je domovem několika stovek mladých hvězd a dokonce i mladých protohvězd označovaných jako proplydy. Část z těchto vznikajících soustav spěje ke vzniku planet, zatímco v jiných soustavách je jejich stavební materiál – prach a plyn – vyfoukáván pryč nelítostným ultrafialovým zářením, produkovaným horkými hmotnými hvězdami spektrální třídy O, které se nacházejí v blízkém okolí.

Astronomové z Kanady a USA využili nový velký radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ke studiu často smrtícího vztahu mezi velmi svítícími hvězdami typu O a blízkými protohvězdami v mlhovině v souhvězdí Orióna. Získaná data odhalila, že protohvězdy ve vzdálenosti do 0,1 světelného roku (tj. asi 960 miliard kilometrů) od hvězd typu O jsou „odsouzeny k záhubě“ a jejich kokony (zámotky) budou „svlečeny“ z prachu a plynu během několika miliónů roků, tedy mnohem rychleji, než jsou schopny se zde zformovat případné planety.

„Hvězdy spektrální třídy O, které mají ve skutečnosti monstrózní rozměry v porovnání se Sluncem, emitují obrovské množství ultrafialového záření, což může nadělat paseku při vývoji mladých planetárních soustav,“ poznamenává Rita K. Mann, astronomka National Research Council of Canada, Victoria, hlavní autorka článku publikovaného v odborném časopise Astrophysical Journal. „Pomocí radioteleskopu ALMA jsme spatřili několik desítek hvězdných embryí (zárodků) s potenciální možností vzniku planet. Vůbec poprvé jsme objevili jasné důkazy toho, že protoplanetární disky zde jsou ničeny vlivem intenzivního záření blízkých hvězd.“

Většina hvězd podobných Slunci (pokud ne všechny) se zrodila v „přelidněných“ hvězdných porodnicích podobných té v Oriónu. Během několika miliónů roků se ze zrníček prachu a zásob plynu postupně vytvářejí větší a hutnější tělesa. Tyto nenarušené systémy se nakonec vyvinou do hvězdných soustav s planetami – velkými i malými – a budou nasměrovány pryč z místa zrodu. Stanou se tak součástí hvězdné populace Galaxie.

Astronomové předpokládají, že hmotné hvězdy s krátkou dobou života uvnitř velkého mezihvězdného oblaku jsou nezbytné pro pokračující procesy vzniku hvězd. Na konci svého krátkého života explodují jako supernovy, přičemž obohatí okolní prostředí prachem a těžkými prvky, které budou využity při tvorbě budoucích generací stálic. Tyto exploze rovněž poskytnou nezbytný impuls pro nastartování další etapy vzniku hvězd a planet. Avšak zatímco budou jasně zářit, mohou tyto hmotné hvězdy zcela zničit vznikající planety v případě, že se rodící planetární soustavy nacházejí velice blízko.

„Hmotné hvězdy jsou horké a několiksetkrát svítivější než Slunce,“ říká James Di Francesco, rovněž pracovník National Research Council of Canada. „Jejich energetické protony mohou rychle narušit strukturu blízkého protoplanetárního disku v důsledku zvýšení teploty, vymést část přítomného plynu a tím snížit jejich zásoby.“

Nová pozorování pomocí radioteleskopu ALMA umožnila detekovat do té doby nezobrazené proplydy; v podstatě došlo ke zdvojnásobení počtu známých protoplanetárních disků objevených v této oblasti například pomocí HST. Radioteleskop ALMA rovněž mohl nahlédnout do jejich nitra, hluboko pod jejich povrch a určit skutečné rozměry a hmotnosti proplydů.

Zkombinováním s výzkumy na základě pozorování pomocí radioteleskopu Submillimeter Array (SMA) na Havaji astronomové zjistili, že každá protohvězda obklopená extrémním UV zářením blízké hmotné hvězdy by měla pozbýt velkou část materiálu protoplanetárního disku ve velmi krátké době. Takovéto proplydy si udrží pouze část (polovinu či méně) hmotnosti nezbytné pro vytvoření jedné planety velikosti Jupiteru. Za hranicí zhruba 0,1 světelného roku, kde již nepůsobí daleké ultrafialové záření tak intenzivně, vědci pozorovali široký rozsah hmotností disků obsahujících zhruba od jedné do 80 hmotností planety Jupiter.

„Sečteno a podtrženo, naše výzkumy pomocí radioteleskopu ALMA napovídají, že oblasti uvnitř extrémního UV záření jsou naprosto rizikové pro vznik planet. V dostatečné vzdálenosti však je možné objevit místa s příznivým prostředím,“ říká Rita K. Mann. „Tato práce je opravdu špičkou ledovce toho, co nám mohou přinést budoucí pozorování pomocí radioteleskopu ALMA. Doufáme, že nakonec pochopíme, jak obvyklé či neobvyklé jsou ve vesmíru planetární systémy, jako je naše Sluneční soustava.“

Na obrázku je umělecká představa, jak mohou vypadat dva tzv. proplydy (nebo protohvězdy) poblíž hmotné hvězdy spektrální třídy O. Bližší proplyd vyvrhuje v důsledku intenzivního záření hvězdy prach a plyn představující stavební materiál pro vznik planet. Vzdálenější proplyd (nahoře uprostřed) je schopen si udržet schopnost vytvoření planet.

Zdroj: http://phys.org/news/2014-03-death-stars-orion-blast-planets.html

autor: František Martinek