Horká hvězda Beta Pictoris je jedním z nejznámějších příkladů hvězd obklopených zbytky materiálu v podobě disku. Disk je složen z prachových částic, jež v systému zůstaly po nesčetných kolizích větších objektů. Těmi mohly být například planetky, ale i protoplanety. Celý disk je mohutnější obdobou toho, co v naší sluneční soustavě známe jako zodiakální prach.

Prachový disk kolem Beta Pictoris byl poprvé pozorován již v roce 1984 a zůstává tak nejlépe prostudovaným systémem tohoto typu. Již dřívější pozorování zdokumentovala jeho zkroucení, existenci druhého disku s odlišným sklonem [*] a tok materiálu v systému – pravděpodobně kometárních jader – směrem k centrální hvězdě. „Jsou to nepřímá, ale průkazná zjištění, která silně podporují možnou přítomnost hmotné planety ležící mezi 5 – 10 AU od mateřské hvězdy,“ říká vedoucí týmu Anne-Marie Lagrange. „Nicméně výzkum nejvnitřnější části disku v těsné blízkosti jasné hvězdy je stále nelehký úkol.“

V roce 2003 francouzský tým použil k výzkumu těsného okolí hvězdy Beta Pictoris zařízení NAOS-CONICA (NACO [1]) připojené na jeden ze čtyř 8,2 metrových teleskopů ESO/VLT. Vědci tak získali neobvykle výhodnou kombinaci přístrojů – vysokou obrazovou kvalitu poskytovanou systémem adaptivní optiky VLT na vlnových délkách infračerveného záření a výbornou dynamiku detektoru NACO.

Jeden z členů týmu se nedávno pokusil analyzovat získaná data odlišným způsobem, s cílem nalézt stopy neznámého průvodce hvězdy. Pozorování v oboru IR jsou pro tento úkol ideální. „V tomto případě je nejnáročnějším úkolem správně identifikovat a dokonale odečíst jasné halo kolem obrazu hvězdy,“ vysvětluje Anne-Marie Lagrange. „Toho bylo možné dosáhnout teprve po pečlivém a velmi přísném výběru těch nejlepších snímků pořízených během našich pozorování“.

Tato strategie se ukázala být velmi účinnou. Na upravených snímcích byli astronomové schopni rozeznat slabý svit bodového zdroje nacházejícího se uvnitř optického halo. Abychom vyloučili možnost, že se jedná o artefakt nebo nereálný objekt, byla provedena řada testů. Zpracování bylo provedeno nezávisle hned několika členy týmu s použitím odlišných metod, ale výsledek byl vždy stejný. Navíc se podařilo souputníka objevit také v jiných datových vzorcích, což dále zesílilo naše přesvědčení, že objekt je reálný.

„Naše pozorování ukázalo přítomnost obří planety, asi 8x hmotnější než Jupiter, jejíž vzdálenost od hvězdy na snímku odpovídá osminásobku vzdálenosti Země-Slunce. To je o něco méně než odpovídá oběžné dráze Saturnu v naší Sluneční soustavě,“ říká Anne-Marie Lagrange [2].

„Stále nemůžeme definitivně vyloučit, že objekt se nachází v popředí či v pozadí a se systémem Beta Pictoris vůbec nesouvisí,“ pokračuje spolupracovník Gael Chauvin. „Abychom tuto nepravděpodobnou možnost vyloučili úplně, bude potřeba provést nová pozorování, která potvrdí pravou povahu nalezeného objektu.“

Členové týmu důkladně prohledali také archivy Hubbleova kosmického teleskopu (HST). V okolí Beta Pictoris HST ovšem nic nezaznamenal, „přestože takto jasný objekt v popředí či v pozadí by měl být na snímcích zachycen,“ upozorňuje další člen týmu David Ehrenreich.

Objekt leží v rovině disku, což naznačuje, že je vázán ke hvězdě a jejímu protoplanetárnímu disku. „A co víc, náš kandidát na souputníka má přesně takovou hmotnost a vzdálenost od hvězdy, které jsou potřebné k vysvětlení dosud známých vlastností disku. A to je jistě další „hřebíček do rakve“ možnému falešnému objevu,“ dodává Anne-Marie Lagrange.

Pokud bude objev potvrzen, půjde o planetu s dosud nejmenší vzdáleností od mateřské hvězdy, jaká byla dosud přímo zobrazena na snímku. O planetu, která by v naší Sluneční soustavě obíhala uvnitř drah vnějších planet. Dosud byla na snímcích zachycena řada kandidátů na exoplanety, ale všechny se nacházejí mnohem dále od svých hvězd. Pokud by byly v naší Sluneční soustavě, jejich dráhy by ležely poblíž nebo za oběžnou drahou Neptunu. Proces formování takto vzdálených planet je pravděpodobně významně odlišný od formování planet v naší Sluneční soustavy i od systému Beta Pictoris.

„Přímé zobrazování extrasolárních planet je potřebné k testování různých modelů jejich formování a evoluce planetárních systémů. Taková pozorování jsou však teprve v začátcích. V současnosti jsou omezena na obří planety v okolí mladých hvězd a teprve v budoucnu, za použití nových přístrojů na VLT či úplně nových dalekohledů, bude možné tuto techniku rozšířit na chladnější a starší planety,“ uzavírá Daniel Rouan.

Hvězda Beta Pictoris je hvězdné nemluvně staré jen 12 milionů let a nachází se 70 světelných let od nás ve směru k souhvězdí Malíře (Pictor, Pic).

Poznámky:

[1] NACO je jeden z přístrojů pracujících na dalekohledech ESO/VLT, který využívá systém adaptivní optiky (Adaptive Optics, AO). AO systémy pracují na bázi počítačově řízených deformací zrcadel, která opravují zkreslení obrazu způsobené turbulencemi v atmosféře. (více informací viz ESO Press Release 25/01).
[2] Astronomové pozorují pouze úhlovou vzdálenost hvězdy a planety, tedy projekci skutečné vzdálenosti na rovinu oblohy.
[*] Starší článek o disku kolem hvězdy Beta Pictoris na stránkách astro.cz.

Více informací:

"A probable giant planet imaged in the β Pictoris disk. VLT/NACO Deep L-band imaging", A.-M. Lagrange a kol., 2008, Letter to the Editor of Astronomy and Astrophysics, v tisku. (PDF verze ke stažení)

Složení týmu:

A.-M. Lagrange, G. Chauvin, D. Ehrenreich, a D. Mouillet (Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire de Grenoble, Franice), D. Gratadour, G. Rousset, D. Rouan and E. Gendron (LESIA, Observatoire de Paris, Francie), T. Fusco, a L. Mugnier (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales, Chatillon, Francie), F. Allard (Centre de Recherche Astronomique de Lyon, Francie), a NAOS Consortium.

Multimédia

Zdroj: TZ ESO 042/08

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí. Archív Tiskových prohlášení ESO v češtině je k dispozici na adrese: www.astrovm.cz/eso.

Česká republika je členem Evropské jižní observatoře (ESO) od ledna 2007.
Národní kontakt pro ESO: Pavel Suchan - suchan(zavináč)astro(tečka)cz.