Záhadný disk hvězdy Formalhaut. Vznikají zde planety?
Podezřelý disk v okolí Formalhautu, nejjasnější hvězdy v souhvězdí Ryb, je výzvou pro všechny odborníky. V tomto prachovém disku totiž zřejmě vznikají planety.
Hvězda Formalhaut je doslova magnetem pro všechny lovce extrasolárních planet. Poté, co podezřelý disk okolo ní studoval Hubbleův vesmírný dalekohled (HST) v optické části spektra a Spitzerův dalekohled v infračervené části spektra, se k ní otočily i talíře zatím nedokončené milimetrové observatoře ALMA v Chile.
Hvězda Formalhaut se nachází 25 světelných let od Země a nalézt bychom ji mohli v souhvězdí Ryb. Stala se oblíbeným cílem pozorování, neboť hostí prachový disk, ve kterém by se dle našich teorií měly formovat planety. Domněnku potvrdil v letech 2004 a 2006 HST, který poskytl snímky zhustku (z angl. clumps of matter; jde o místo v jinak homogenním prostředí, kde je zvýšená hustota; může se jednat o zárodek nějakého tělesa, které na sebe postupně může nabalovat další hmotu z okolí). Tento zhustek se v průběhu dvou let viditelně posunul ve směru, ve kterém byl oběh planety očekávaný. Téměř jistým pozorováním otřásla studie v infračervené části spektra, kterou provedli vědci s použitím družice Spitzer, ve které planeta nebyla indentifikovatelná. Kde je pravda?
Tajemný disk
ALMA (Atacama Large Millimeter Array) je (sice ještě nedostavěná) nejpokročilejší observatoř, kterou mají astronomové k dispozici. Koncem loňského roku se cílem pozorování asi čtvrtiny talířů, které již operují v módu přístupném odborné veřejnosti, stala právě hvězda Formalhaut a její tajemstvím obestřený prachový disk.
Pozorování mělo rozetnout spor mezi rozporuplnými výstupy z HST a Spitzera, a nakonec předčilo veškerá očekávání. Rozlišení ALMA je mnohem vyšší než zmíněných dvou družic, a tak mohlo být odhaleno, že prachový prstenec kolem mateřské hvězdy je ve skutečnosti nebývale ostře ohraničen na vnějším i vnitřním okraji. To by naznačovalo na přítomnost ne jedné, ale hnedka dvou planet, které gravitačně usměrňují pohyb prachových zrn směrem od hvězdy, který je jinak způsoben tlakem záření.
Pomocí počítačových simulací bylo odhadnuto, že obě planety musí být mnohem menší, než se předpokládalo z pozorování HST. Stará pozorování naznačovala pouze existenci vnitřní planety a odhadovala ji jako hmotnější než Saturn. Nový model naznačuje, že obě planety budou velikostně o něco větší než Mars, ale maximálně párkrát větší než Země. Proč nemohou být větší? Důvod pro to je docela jednoduchý. Větší planety by se chovaly gravitačně agresivněji a prachová zrna by se na sebe doslova nabalila a vyčistila tak prostor, ve kterém dnes prstenec pozorujeme. Existence prstence tedy přímo vylučuje vyšší hmotnost.
Podobný efekt můžeme pozorovat i ve sluneční soustavě, konkrétně na systému prstenců obklopujících planetu Uran. Její měsíce Cordelia a Ophelia podobně striktně ohraničují tvar prstence, nejinak je tomu i u Saturnu, kde byl tento jev poprvé pozorován sondou Voyager 1.
Z nejnovějších pozorování byli astronomové schopni odvodit i některé parametry prstence. Od mateřské hvězdy je vzdálen zhruba 140 vzdáleností Země od Slunce (pro srovnání: je to mnohem dále, než obíhá trpasličí planeta Pluto). Vzdálenost od mateřské hvězdy z planet dělá jedny z nejchladnějších pozorovaných světů mimo sluneční soustavu. Spolu s jejich nízkou hmotností pak může jít o vysvětlení nepozorovatelnosti planet družicí Spitzer.
Úvodní foto: Snímek hvězdy Formalhaut a prachového prstence okolo. Modrá barva je struktura prstence, jak byla pozorována pomocí HST, odstíny oranžové jsou to co vidí chilská observatoř ALMA. Zdroj ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) a NASA/ESA HST.
