Planéty potrebujú na vznik čas, ktorý by nemali mať: Takto vedci odhalili tajomstvo stojace za vznikom protoplanét
Protoplanetárny disk je obrovský región, v ktorom môžu vznikať nové planéty, no dlhú dobu vedci nechápali jednu nezrovnalosť.
Planéty vznikajú z protoplanetárneho disku, zvyšku hmoty, ktorá ostala po vzniku novej hviezdy. V tomto disku sa postupne spájajú väčšie a väčšie kúsočky plynu a prachu, až kým nevznikne takzvaná protoplanéta, zárodok budúcej planéty. Vznikajú tak všetky planéty, či už ide o plynných obrov, menšie pevné planéty, alebo aj našu Zem, no vedcom dlhú dobu unikali detaily tohto procesu.
V roku 2017 vznikla štúdia, za ktorou stáli vedci z University of Exeter. Tá priniesla zmeny do vtedy zaužívanej a rešpektovanej teórie. Ako už bolo spomínané, mladé hviezdy začínajú svoj život s obrovským prstencom hmoty, ktorý sa nazýva akrečný disk alebo v tomto prípade protoplanetárny disk. Astronómovia verili, že časom sa tento disk buď rozptýli, alebo sa z neho vytvoria planéty, mesiace a asteroidy.
Problém pre vedcov predstavovala formácia objektov s veľkosťou asteroidov. Predpokladalo sa, že odpor protoplanetárneho disku spôsobil pomalý presun čiastočiek prachu na špirálovitú dráhu do útrob hviezdy, čím by disk zanikol pomerne rýchlo. Aby tento problém vedci vyriešili, vo svojej štúdii využili schopnosti výkonných teleskopov na to, aby sa pozreli na mladú hviezdu V1247 Orionis. Pri nej totiž pozorovali pomerne dynamický protoplanetárny disk.
Pozorovania vedcom poskytli detailný obraz hviezdy. Na záberoch si všimli centrálnu štruktúru a väčšiu polkruhovú časť, ktorá sa nachádzala o niečo ďalej. Medzi týmito dvoma časťami sa nachádza tmavý pás. Autori štúdie usúdili, že tento priestor vytvorila planéta, ktorá si razí svoju cestu diskom.
„Keď sa planéta pohybuje po svojej obežnej dráhe, vytvára oblasti vysokého tlaku po oboch stranách svojej cesty. Ide o podobný proces ako loď, ktorá vytvára vlny po oboch stranách, keď si razí cestu vodou,“ vysvetlili autori štúdie.
Riešenie záhady
Autori štúdie naznačili, že tieto oblasti slúžia ako ochranné bariéry okolo miesta, kde sa rodí nová planéta. Zároveň sa v tejto bariére uväznia častice prachu, ktoré tam ostanú milióny rokov. To je dostatok času na to aby sa spojili a umožnili mladej planéte rásť.
Neprehliadnite
„Polmesiacový útvar, ktorý si môžete všimnúť na fotografii je s najväčšou pravdepodobnosťou prašná pasca, ktorá sa vytvorila na okraji tmavého pruhu. Zároveň sa odhaľujú oblasti s veľkým množstvom prachu v prstenci, čo naznačuje prítomnosť druhej pasce. Toto pozorovanie je v súlade s našimi simuláciami,“ vysvetľuje profesor Stefan Kraus, ktorý štúdiu viedol.
Táto práca pomohla zodpovedať dlho pretrvávajúcu záhadu v oblasti vzniku nových planét. Teórie totiž predpovedali, že prach z protoplanetárneho disku by mal do hviezdy spadnúť oveľa skôr, než bude mať šancu vytvoriť protoplanéty. Prašné pasce však vysvetľujú, prečo sa tak nestalo.
Štúdia teda dospela k záverom, že mladé formujúce sa planéty vytvárajú okolo seba sily, ktoré dokážu „uväzniť“ drobné častice plynu a prachu v protoplanetárnom disku. Tie ostávajú v pozorovaných štruktúrach, namiesto toho, aby spadli do útrob hviezdy. To dáva zárodku planéty dostatočné množstvo času na to, aby mohla vzniknúť.
Komentáre