Pochopení zrodu planety je náročná hádanka. Víme, že planety se tvoří uvnitř oblaků plynu a prachu, které obklopují nové hvězdy, známé jako protoplanetární disky. Ale pochopit, jak přesně tento proces funguje – spojit tečky mezi oblakem prachu a hotovou planetou – není snadné. Mezinárodní tým astronomů se pokouší odhalit některá z těchto tajemství a nedávno dokončil nejrozsáhlejší mapování chemického složení několika protoplanetárních disků kolem pěti mladých hvězd. Jejich výzkum jim umožňuje začít skládat dohromady chemické složení budoucích exoplanet a nabídnout tak pohled do formování nových mimozemských světů.
Studie, přezdívaná MAPY , byla provedena pomocí Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) v Chile. Nachází se ve vysoké nadmořské výšce, v jedné z nejsušších pouští na Zemi, ALMA má vynikající výhled na hvězdy s malým rušením zemské atmosféry (samozřejmě má větší interferenci než teleskopy ve vesmíru, jako je Hubble nebo připravovaný vesmírný teleskop Jamese Webba , ale přesto je ALMA dobře umístěna). Specialitou ALMA je pozorování světla na submilimetrových vlnových délkách, tedy pod úrovní, kterou lidské oko vidí. Na těchto vlnových délkách je ALMA schopna detekovat světlo vyzařované z chladných, temných oblastí vesmíru, včetně protoplanetárních prachových mračen, kde se rodí planety. Tato schopnost umožňuje výzkumníkům vidět chemické složení těchto mraků ve vysokém rozlišení. Jinými slovy, ALMA může poskládat dohromady molekulární stavební kameny budoucích planet.
Chemické složení mraků nenaznačuje pouze ingredience budoucích planet (a zda by mohly podporovat život), ale také naznačuje, jak a kde na disku bude probíhat planetární formace. Protoplanetární disky nemají jednotné složení – mají v nich nerovnoměrně rozmístěné shluky materiálu, což znamená, že „planety na různých discích nebo dokonce na stejném disku na různých místech mohou vznikat v radikálně odlišných chemických prostředích,“ vysvětluje Charles Law, jeden z výzkumníci MAPS.
MAPS prokázal, že oblasti, kde se tvoří plynní obři, mají tendenci postrádat uhlík, kyslík a těžší prvky, ale mají spoustu metanu. Na druhou stranu, vnitřní disky sluneční soustavy blíže k jejich hvězdě se zdají být bohaté na uhlík. Viviana V. Guzmán, spoluhlavní řešitelka MAPS, vysvětluje: „Byli jsme schopni pozorovat množství malých organických molekul ve vnitřních oblastech disků, kde se pravděpodobně shromažďují kamenné planety… Zjišťujeme, že naše vlastní sluneční soustava je není nijak zvlášť unikátní a že ostatní planetární systémy kolem jiných hvězd mají dostatek základních ingrediencí k vytvoření stavebních kamenů života.“
V pojetí tohoto umělce se planety formují z plynu a prachu v protoplanetárním disku obklopujícím mladou hvězdu. Plyn se skládá z mnoha různých molekul, včetně kyanovodíku a složitějších nitrilů – spojených s rozvojem života na Zemi – a dalších organických a anorganických sloučenin. Od jednoduchých organických sloučenin až po ty složitější, polévka molekul na určitém místě na disku utváří budoucnost planety, která se tam tvoří, a určuje, zda by tato planeta mohla podporovat život, jak jej známe.
Kredit: M.Weiss/Centrum pro astrofyziku | Harvard & Smithsonian
Hlavní vyšetřovatelka MAPS Karin Öbergová dodala: „Jednou z opravdu vzrušujících věcí, které jsme viděli, je, že planetární disky kolem těchto pěti mladých hvězd jsou továrny speciální třídy organických molekul, takzvaných nitrilů, které se podílejí na vzniku život zde na Zemi.'
S těmito zjištěními začíná MAPS překlenovat propast mezi prachovými mračny a planetami a pomáhá nám modelovat, jak mohla naše vlastní sluneční soustava vypadat ve svých nejranějších fázích. Je to vzrušující čas pro ty, kteří pracují na pochopení rané historie planet. Výsledky budou zveřejněny v nadcházejícím vydání The Astrophysical Journal Supplement Series.
Pět hvězd studovaných MAPS je: IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296 a MWC 480.
Další informace: ALMA odhaluje na uhlík bohaté, organické prostředí zrození planet , NRAO
Vybraný obrázek: Hvězda HD 163296 s emisí kyanovodíku položená nad hvězdným polem. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/D. Berry (NRAO), K. Öberg et al (MAPS)
