Měly protoplanetární disky v raném vesmíru delší životnost než disky u současných mladých hvězd?

K zodpovězení této zapeklité otázky využili vědci Webbova kosmického teleskopu (JWST). Zaměřili se na studium hvězd v blízké galaxii, která, podobně jako raný vesmír, postrádá větší množství těžkých prvků. Zjistili, že některé hvězdy tam nejenže mají disky tvořící planety, ale že tyto disky mají delší životnost než ty, které lze vidět u mladých hvězd v naší Mléčné dráze. Astronomové tak musejí přehodnotit modely formování planet a ranou evoluci mladého vesmíru.

V raném vesmíru se hvězdy formovaly převážně z vodíku a hélia a jen velmi malého množství těžších prvků jako je uhlík a železo. O tyto prvky bylo totiž mezihvězdné prostředí obohaceno až později v důsledku výbuchů supernov. Současné modely předpovídaly, že s tak malým množstvím těžších prvků mají protoplanetární disky kolem hvězd natolik krátkou životnost, že planety nemohou narůst do potřebné velikosti.

Aby vědci tuto hypotézu otestovali, zamířili Webbův teleskop na Malý Magellanův mrak, trpasličí galaxii, která je jedním z nejbližších sousedů Mléčné dráhy. Jde o malou satelitní galaxii, která doprovází naší Mléčnou dráhu. Astronomové zkoumali masivní hvězdokupu NGC 346, která je poměrně chudá na těžší prvky. Starší Hubbleova pozorování NGC 346 z poloviny 21. století odhalila v této oblasti mnoho hvězd starých asi 20 až 30 milionů let, u kterých se zdálo, že stále mají kolem sebe protoplanetární disky. To bylo v rozporu s teoriemi, že takovéto disky se po dvou až třech milionech let rozptýlí.

Nyní, díky Webbově citlivosti a rozlišení, mají vědci vůbec první spektra formujících se hvězd podobných Slunci v blízké galaxii. Ze získaných dat je patrné, že tyto hvězdy jsou skutečně obklopeny protoplanetárními disky ve stádiu akrece, a to dokonce i při jejich relativně vysokém věku 20 až 30 miliónů let. To značí, že planety v nich mají mnohem více času na to, aby mohly růst.

Toto zjištění vyvrací předchozí teoretické předpovědi, že když je v plynu v disku kolem hvězdy velmi málo těžších prvků, hvězda je velmi rychle rozfouká. Že životnost disku je velmi krátká (méně než milion let) na to, aby se planety mohly zformovat. Tak jak se tedy mohou planety vytvořit? Výzkumníci vysvětlují, že by mohly existovat dva odlišné mechanismy, nebo dokonce kombinace obou mechanismů.

Za prvé. Hvězda může protoplanetární disk rozfoukat tlakem emitovaného záření, hvězdným větrem. Aby nebyl tento tlak destruktivní, musely by se v plynu nacházet prvky těžší než vodík a helium. Avšak hvězdokupa NGC 346 má jen asi desetinu těžších prvků ve srovnání s chemickým složením našeho Slunce. Možné však je, že v této oblasti prostě jen trvá déle, než hvězda v této hvězdokupě svůj disk rozfouká.

Druhou možností je, že hvězda podobná Slunci vzniknuvši v prostředí s nedostatkem těžších prvků pochází z podstatně většího oblaku plynu. Větší oblak plynu vytvoří větší akreční disk. V takovémto disku je tedy více hmoty, a proto by jeho odfouknutí trvalo mnohem déle, i kdyby tlak záření fungoval stejným způsobem jako všude jinde. To má závažné důsledky pro typ i architekturu systémů, které se v těchto odlišných prostředích vyvíjejí.

• Zdroj: Webb finds planet-forming discs lived longer in early Universe— New data refutes current theories of planet formation in Universe’s early days

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.