ALMA – revoluční záběr zachycuje vývoj planet

ESO 036/14 tisková zpráva

Nový snímek pořízený pomocí zařízení ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) odhalil dosud nepozorovatelné mimořádně jemné detaily v protoplanetárním disku kolem mladé hvězdy. Jedná se o první pozorování provedená zařízením ALMA v téměř finální konfiguraci a tím pádem o zatím nejdetailnější snímek, jaký byl kdy pořízen v submilimetrové oblasti elektromagnetického záření. Tyto nové výsledky představují mimořádný pokrok při pozorování vývoje protoplanetárních disků a formování planet.

Jako první cíl pozorování radioteleskopem ALMA v kompletní konfiguraci a s plným výkonem vybrali vědci hvězdu HL Tauri – mladou stálici vzdálenou asi 450 světelných let, která je obklopena prachovým diskem [1]. Získaný záběr předčí veškerá očekávání. Odhaluje jemné detaily v disku hmoty, která je pozůstatkem po formování hvězdy, a zachycuje sérii koncentrických jasných prstenců oddělených mezerami [2].

„Tyto útvary vznikly téměř jistě působením mladých planet, které se v disku vytvářejí. To je však překvapivé. Neočekávalose, že by již takto mladé hvězdy měly kolem sebe velké planety schopné vytvořit struktury, které jsou patrné na tomto snímku,“ říká Stuartt Corde (zástupce ředitele observatoře ALMA).

„Když jsme poprvé spatřili tento záběr, žasli jsme s otevřenými ústy nad neuvěřitelným množstvím detailů, které obsahuje. HL Tauri není starší než milión let, a přesto se zdá, že její disk je plný formujících se planet. Tento jediný záběr přinese revoluci do teorií vzniku planet,“ vysvětluje Catherine Vlahakis (vědecká pracovnice programu ALMA a vedoucí současné kampaně využívající konfigurace ALMA s dlouhou základnou).

Složený snímek mladé hvězdy HL Tauri a jejího okolí. Využita jsou data z přístroje ALMA (vložena v rámečku vpravo nahoře) a kosmického dalekohledu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope). Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble and NASA,  Judy Schmidt

Obrázek srovnává velikost oběžných drah planet Sluneční soustavy s protoplanetárním systémem HL Tauri. Ačkoliv hvězda sama je mnohem menší než Slunce, disk kolem HL Tauri se rozkládá do téměř trojnásobné vzdálenosti od centrální hvězdy než je oběžná dráha Neptunu od Slunce. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Tato grafika zachycuje mladou hvězdu obklopenou protoplanetárním diskem, ve kterém vznikají planety. Vzhled systému je založen na pozorovacích datech získaných pomocí zařízení ALMA na dlouhé základně 15 km, která odhalila komplexní strukturu plynu a prachu kolem hvězdy HL Tauri. Kredit: ESO/L. Calçada

Disk kolem hvězdy HL Tauri vypadá mnohem vyvinutější, než by se dalo očekávat na základě stáří systému. Snímek tak naznačuje také možnost, že procesy formování planet by mohly probíhat mnohem rychleji, než se dříve myslelo.

„Takto vysoké rozlišení je možné dosáhnout pouze s využitím antén ALMA rozmístěných podél dlouhé základny. Poskytuje astronomům nové informace, které není možné získat kterýmkoliv jiným přístrojem na Zemi a dokonce ani pomocí kosmického dalekohledu HST,“ vysvětluje ředitel observatoře ALMA Pierre Cox.

Mladé hvězdy jako je HL Tauri vznikají v oblacích plynu a jemného prachu. V oblastech, kde hmota kolabovala působením gravitace a vytvořila hustá a horká jádra, která se mohou stát hvězdami. Tyto mladé hvězdy jsou zpočátku obaleny ve zbytkovém oblaku plynu a prachu, který se může zformovat do podoby protoplanetárního disku.

Prostřednictvím mnoha kolizí se prachové částice slepují dohromady a vytvářejí shluky milimetrových až centimetrových velikostí. Nakonec se z této hmoty mohou zformovat planetky, komety a dokonce i planety. Mladé planety však rozrušují původní disk a vytvářejí prstence, mezery a díry, struktury velmi podobné těm, které můžeme najít na tomto snímků získaném pomocí ALMA [3].

Průzkum protoplanetárních disků je velmi významný pro naše pochopení vzniku planety Země ve Sluneční soustavě. Pozorování prvních fází vývoje planet kolem HL Tauri nám může ukázat, jak mohl vypadat náš vlastní planetární systém před více jak čtyřmi miliardami let během svého vzniku.

„Většina toho, co dnes víme o vzniku planet, je postavena na teorii. Takto detailní pohledy byly až dosud výsledkem numerických simulací nebo práce umělců. Snímek okolí hvězdy HL Tauri s vysokým rozlišením demonstruje schopnosti zařízení ALMA pracujícího v konfiguraci s dlouhou základnou a přináší novou éru výzkumu vzniku hvězd a planet,“ říká generální ředitel ESO Tim de Zeeuw.

Zdroj

Poznámky

[1] Od září 2014 pozoruje ALMA vesmír s využitím nejdelší dosud použité základny s anténami vzdálenými až 15 kilometrů. Tato kampaň (Long Baseline Campaign) potrvá až do prvního prosince 2014. Základnou je myšlena vzdálenost mezi dvojicí antén v aktuální konfiguraci pole. Pro srovnání, ostatní zařízení pracující na milimetrových vlnových délkách využívají antény vzdálené maximálně kolem dvou kilometrů. Maximální možná vzdálenost v rámci pole ALMA je 16 km. Pozorování v budoucnosti provedená tímto zařízením na kratších vlnových délkách přinesou ještě vyšší rozlišení. 

[2] Rozlišení snímku je asi 0,035“ (35 mas = milliarcseconds), což je lepší rozlišení než běžně dosahuje kosmický dalekohled HST (NASA/ESA).

[3] Ve viditelném světle je hvězda HL Tauri skryta za hmotnou obálkou prachu a plynu. ALMA však pozoruje na mnohem delších vlnových délkách, které umožňují zkoumat procesy přímo v nitru oblaku.

Další informace

Mezinárodní astronomická observatoř ALMA je společným projektem Evropy, Severní Ameriky a východní Asie ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za Evropu financována ESO, za severní Ameriku NSF (National Science Foundation) ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a s NSC (National Science Council of Taiwan) a za východní Asii NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

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

• další informace o ALMA
• snímky ALMA
• videa ALMA
• ALMA brožura
• film 'ALMA — In Search of our Cosmic Origins'
• ALMA fotokniha 'In Search of our Cosmic Origins – The Construction of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array'
• další tiskové zprávy ALMA
• Catalog of Circumstellar Discs

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

Catherine Vlahakis; Joint ALMA Observatory; Santiago, Chile; Tel.: +56 9 75515736; Email: cvlahaki@alma.cl

Valeria Foncea Rubens; Joint ALMA Observatory; Santiago, Chile; Tel.: +56 2 24676258; Email: vfoncea@alma.cl

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 eso1436. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.