Planéty schované v prašnom disku okolo hviezdy

  • Marcel Škreka | 14 Február 2012
    Exoplanéty
Na snímke hviezdy HR 4796 A zhotovenej v blízkej infračervenej oblasti spektra vidíme prachový prstenec, ktorý ju obklopuje. Jeho vnútorný okraj je dosť výrazne ohraničený na to, aby bolo možné určiť výchylku polohy stredu disku od centrálnej hviezdy. Spôsobili ju pravdepodobne zatiaľ neobjavené hmotné planéty, ktorých dráha leží vnútri disku. Rozmazanie prstenca po stranách prezrádza prítomnosť jemného prachu na jeho vonkajšom okraji.
Vďaka pozorovaniam s ďalekohľadom Subaru sme získali nové informácie o vzťahu medzi cirkumstelárnymi prachovými diskami a v nich formujúcimi sa planétami. Adaptívna optika ďalekohľadu umožnila zhotoviť snímku okolia  hviezdy HR 4796 A s vysokým rozlíšením a kontrastom. HR 4796 A je s vekom 8 - 10 miliónov rokov veľmi mladá a vzdialenosťou 240 ly (svetelných rokov) pomerne blízka hviezda. Prachový disk je od hviezdy 2 krát vzdialenejší ako Pluto od Slnka. Rozlíšenie obrázka umožňuje merať výchylku polohy stredu prstenca od centrálnej hviezdy. Hoci bola táto odchýlka pozorovaná aj ďalekohľadom HST, Subaru nie len potvrdil jej existenciu, ale zistil, že je väčšia ako sa predpokladalo.

Čo mohlo túto výchylku spôsobiť? Najprijateľnejším vysvetlením je gravitačné pôsobenie jednej alebo viacerých planét, ktorých dráha leží vnútri disku. Počítačové simulácie ukázali, že slapové pôsobenie planét vyvoláva poruchy tvaru disku a podobný excentrický disk bol už objavený aj pri hviezde Fomalhaut. Planéty v blízkosti HR 4796 A zatiaľ neboli objavené, takže sa musí jednať o slabo svietiace objekty, ktoré nie sú súčasnými prístrojmi zistiteľné. Prítomnosť planét však dokazuje ich vplyv na prachový disk.

Snímka z ďalekohľadu Subaru v infračervenej oblasti spektra je rovnako ostrá ako z ďalekohľadu HST vo viditeľnom svetle. Táto skutočnosť umožnila presné merania výstrednosti disku. Zrkadlo na Subaru je síce väčšie ako na HST, no prichádzajúce svetlo je rušené atmosférou. Na odstránenie jej vplyvu je potrebné použiť adaptívnu optiku, ktorá spolu s moderným spracovaním obrazu a uhlovo rozdielnym zobrazovaním (angular differential imaging - technikou odstraňujúcou svetlo materskej hviezdy), umožní zobraziť aj slabo svietiaci cirkumstelárny disk.

Takto spracovaná snímka dá vedcom oveľa viac informácií o vzťahu medzi prachovými diskami a vývojom planét. Planéty vznikajú práve v takýchto diskoch ako zvyšky po formovaní sa hviezdy. Disk po niekoľkých desiatkach miliónov rokov zmizne, keď je jeho materiál spotrebovaný na tvorbu planét, alebo odviaty hviezdnym vetrom. Niektoré hviezdy však aj potom ešte dlho obklopuje sekundárny disk zložený z prachu. Zrážky medzi malými telesami, zvyškami po formovaní sa planét, sú zdrojom prachu  a úlomkov dopĺňajúcich tento disk. Prachový prstenec okolo hviezdy HR 4796 A je práve takýmto sekundárnym diskom a poskytuje podstatné informácie o vzniku planét.