Vzplanutí hvězdy zviditelnilo sněžnou čáru

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) vůbec poprvé rozlišila tzv. sněžnou čáru v protoplanetárním disku. Tato hranice vymezuje oblast, kde teplota v disku poklesne dostatečně nízko, aby se z vodní páry mohl tvořit sníh. Dramatické zvýšení jasnosti mladé hvězdy V883 Orionis velmi rychle oteplilo vnitřní část disku a posunulo čáru sněhu do mnohem větší vzdálenosti, než je pro protohvězdy obvyklé. Díky tomu ji bylo možné vůbec poprvé přímo pozorovat. Výsledky pozorování jsou publikovány v časopise Nature, 14. července 2016.

Mladé hvězdy jsou často obklopeny hustými rotujícími disky plynu a prachu, které označujeme jako protoplanetární disky, v nichž vznikají planety. Díky teplu z typické mladé hvězdy slunečního typu je voda v protoplanetárním disku v plynném stavu až do vzdálenosti 3 au od hvězdy – asi tak třikrát průměrná vzdálenost mezi Zemí a Sluncem – neboli přibližně 450 milionů kilometrů. Ve větších vzdálenostech, díky extrémně nízkému tlaku, přecházejí molekuly vody z plynného skupenství přímo do pevného a tvoří vrstvičku ledu na prachových a jiných částečkách. Oblast v protoplanetárním disku, kde dochází k přeměně plynného skupenství na pevné, je známá jako sněžná čára.

Ale hvězda V883 Orionis je neobvyklá. Dramatické zvýšení její jasnosti posunulo sněžnou čáru do vzdálenosti přibližně 40 au (okolo 6 miliard kilometrů, neboli přibližně velikost orbity trpasličí planety Pluta v naší Sluneční soustavě). Tento velký nárůst, spolu s rozlišením dalekohledu ALMA na velkých základnách umožnil týmu, který vedl Lucas Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus and Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), provést vůbec první rozlišené pozorování čáry vodního sněhu v protoplanetárním disku.

Náhlé zjasnění, které si prožila V883 Orionis, je příkladem toho, co se stane, když na povrch mladé hvězdy dopadne velké množství materiálu z disku. V883 Orionis je jenom o 30 % hmotnější než Slunce, ale díky zmíněnému zvýšení jasnosti září v současnosti 400krát více a je také mnohem teplejší.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:   VZPOMÍNÁME: Den, kdy se malý krok pro člověka stal velkým krokem pro lidstvo

Hlavní autor Lucas Cieza vysvětluje: „Pozorování z dalekohledu ALMA bylo pro nás velkým překvapením. Naplánovali jsme pozorování fragmentace disku, které vede k tvorbě planet. Z toho jsme neviděli nic, naopak jsme našli něco, co vypadalo jako prstenec ve vzdálenosti 40 au. To krásně dokumentuje převratnou sílu přístroje ALMA, který poskytuje vzrušující výsledky pozorování, i když to zrovna nejsou ty, o které jste usilovali.“

Bizarní představa sněhu obíhajícího v prostoru je důležitá pro tvorbu planet. Přítomnost vodního ledu reguluje efektivitu koagulace prachových zrn – první krok v tvorbě planet. V oblasti sněžné čáry umožňuje přítomnost vodního ledu rychlou tvorbu kosmických sněhových koulí, které případně pokračují v dalším zvětšování a mohou vzniknout hmotné plynné planety, jako je Jupiter.

Objev, že vzplanutí hvězd mohou posunout sněžnou čáru do vzdálenosti desetkrát větší, než je obvyklá vzdálenost, je velmi důležitý i pro rozpracování modelů tvorby planet. Taková vzplanutí se pravděpodobně vyskytují v určitém období vývoje většiny planetárních soustav, takže tato první pozorování mohou být ve skutečnosti běžným jevem. V takovém případě mohou pozorování z dalekohledu ALMA významně přispět k lepšímu pochopení způsobu, jakým ve vesmíru vznikají a vyvíjejí se planety.


Zdroj: Tisková zpráva ESO, foto: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza