Protoplanetární disky obsahují veškeré potřebné ingredience pro vytvoření planet. Jsou složeny převážně z plynného molekulárního vodíku, který je velmi průhledný a v podstatě neviditelný. Obvykle je mnohem snazší změřit záření „znečišťujících látek“, jako jsou malé částice prachu smíchané s plynem nebo jiné plynné složky a na základě jejich množství odhadnout celkovou hmotnost disku.

V minulosti vedla tato metoda ke značné nejistotě v odhadech hmotnosti molekulárního vodíku, avšak díky schopnosti a citlivosti kosmické observatoře Herschel v oboru dalekého infračerveného záření mohli astronomové použít nové mnohem přesnější metody. Využili k tomu blízkou příbuznou molekulu vodíku nazvanou deuterium, neboli „těžký“ vodík.

Protože poměr „normálního“ a „těžkého“ plynného vodíku je znám s mimořádně vysokou přesností na základě měření v sousedství naší Sluneční soustavy, na základě tohoto faktu lze určit celkovou hmotnost disku 10krát přesněji, než bylo možné doposud.

Použitím této techniky byla detekována podstatná hmotnost plynu v disku obklopujícím hvězdu TW Hydrae. Je to mladá hvězda v souhvězdí Hydry (Vodní had), která je od Země vzdálena 176 světelných roků.

„Vůbec jsme neočekávali, že objevíme tak velké množství plynu v okolí hvězdy, jejíž stáří bylo určeno na 10 miliónů roků,“ říká profesor Edwin Bergin, University of Michigan, Ann Arbor, hlavní autor článku publikovaného v časopise Nature. „Tato hvězda má podstatně větší hmotnost, než bylo potřebné k vytvoření naší Sluneční soustavy. Mohla by se kolem ní vytvořit velmi neobvyklá planetární soustava s planetami hmotnějšími než Jupiter.“

Objev tak hmotného disku u hvězdy TW Hydrae je neobvyklý pro hvězdu tohoto věku, protože během několika miliónů roků se většina materiálu stává součástí centrální hvězdy nebo obřích planet, případně je vymeten pryč působením silného hvězdného větru.

„Na základě mnohem přesněji určené hmotnosti disku se můžeme dozvědět podstatně více o tomto systému, o možnosti vzniku planet a o dostupnosti ingrediencí, které mohou vést ke vzniku planet s výskytem života,“ dodává Edwin Bergin.

Astronomové skutečně na základě provedeného průzkumu pomocí družice Herschel již identifikovali TW Hydrae jako hvězdu s protoplanetárním diskem, který obsahuje dostatečné množství vody odpovídající ekvivalentu několika tisíc pozemských oceánů.

Nový způsob zjišťování hmotnosti protoplanetárních disků znamená, že objem materiálu, který je k dispozici – včetně vody – mohl být v minulosti podceněn nejen v tomto případě. Nové určení hmotnosti disků kolem jiných hvězd různého stáří poskytne mnohem lepší náhled na problematiku procesu formování planet.

„Mohou se zde projevit odlišné výsledky s ohledem na vznik planet u hvězd různého stáří,“ říká spoluautor článku profesor Thomas Henning, Max Planck Institute for Astronomy, Německo. „Stejně tak jako věk, kdy mají rodiče děti, má široké rozmezí, zdá se, že hvězda TW Hydrae leží někde na okraji rozpětí vhodného věku pro hvězdy. Ukazuje se, že tento specifický systém potřebuje delší čas na zformování planet a že planety mohou vzniknout i v pozdějším věku hvězdy.“

„Objev molekul těžkého vodíku byl možný díky novým pozorovacím schopnostem, kterými disponuje evropská infračervená kosmická observatoř Herschel, což umožňuje doslova skok kupředu při určování hmotnosti protoplanetárních disků v okolí hvězd,“ dodává Göran Pilbratt, vědecký pracovník ESA.

Zdroj: www.esa.int a www.nasa.gov
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí