Tisková zpráva

Průlomový výzkum odhaluje tajemství zrodu planet okolo tuctu hvězd

5. března 2024

Skupina astronomů si v rámci několika studií posvítila na fascinující a komplexní proces vzniku planet. Úchvatné fotografie byly pořízeny za použití dalekohledu ESO VLT (Very Large Telescope) v Chile, a reprezentují jednu z největších studií protoplanetárních disků všech dob. Výzkum také přináší pozorování více než 80 mladých hvězd, které by okolo sebe mohly mít právě vznikající planety. To astronomům poskytuje spoustu dat a unikátní pohled na to, jak planety vznikají v různých oblastech naší Galaxie.

„Jedná se o velký pokrok v našem oboru,“ říká Christian Ginski, vysokoškolský učitel na Irské národní univerzitě v Galway a hlavní autor jednoho ze tří nových článků publikovaných dnes v časopise Astronomy & Astrophysics. „Začali jsme intenzivním studiem jednotlivých hvězdných systémů a došli jsme k tomuto velkému přehledu celých hvězdotvorných oblastí.“

K dnešnímu dni bylo objeveno více než 5000 planet obíhajících jiné hvězdy než Slunce, často v systémech značně odlišných od naší Sluneční soustavy. K pochopení toho, kde a jak tato různorodost vzniká, musí astronomové pozorovat disky bohaté na prach a plyn, které obklopují mladé hvězdy – samotné kolébky planetární tvorby. Ty se nejlépe hledají v obřích mračnech plynu, kde se rodí hvězdy.

Nové snímky jsou důkazem toho, že protoplanetární disky jsou stejně různorodé, jako zralé planetární systémy. „Některé z těchto disků disponují obrovskými spirálovitými rameny, za nimiž pravděpodobně stojí vzájemné působení obíhajících planet,“ říká Ginski. „U jiných vidíme prstence a velké brázdy vyhloubené tvořícími se hvězdami, zatímco jiné se zdají být hladké a klidné se vším tím okolním ruchem,“ dodává Antonio Garufi, astronom na Arcetri Astrophysical Observatory, Italského národního institutu pro astrofyziku (INAF) a hlavní autor jednoho z článků.

Skupina studovala celkem 86 hvězd napříč třemi různými hvězdotvornými oblastmi v naší Galaxii: Býk a Chameleon I, které jsou okolo 600 světelných let daleko od Země, a Orion, mračno bohaté na plyn ve vzdálenosti 1600 světelných let od nás, jenž je znám jako rodiště několika hvězd těžších než Slunce. Pozorování uskutečnil velký mezinárodní tým sestávající se z vědců z více než 10 zemí.

Ze sady dat, kterou měla skupina k dispozici, vyvodili vědci hned několik klíčových poznatků. Například v Orionu zjistili, že u hvězd ve skupinách po dvou a více je méně pravděpodobná přítomnost velkých protoplanetárních disků. Vzhledem k tomu, že narozdíl od našeho Slunce má většina hvězd v naší Galaxii společníka, je toto významný výsledek. Nepravidelný vzhled disků v této oblasti zase naznačuje, že by se v nich mohly skrývat masivní planety, což způsobuje jejich křivost a vychýlení.

Zatímco protoplanetární disky mohou dosahovat rozměrů stokrát větších, než je vzdálenost Země od Slunce, jejich poloha několik stovek světelných let od nás je dělá jen malými tečkami na noční obloze. K pozorování skupina využila sofistikované zařízení SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) na teleskopu ESO VLT. Nejmodernější systém adaptivní optiky přístroje SPHERE koriguje turbulentní účinky zemské atmosféry a poskytuje ostré snímky disků. Díky tomu byl tým schopen zobrazit disky okolo hvězd o hmotnostech poloviny Slunce, které jsou typicky příliš slabé pro ostatní dnes dostupná zařízení. Dodatečná data byla získána pomocí zařízení X-shooter na teleskopu VLT, které umožnilo astronomům stanovit, jak mladé a masivní hvězdy jsou. Radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), kterého je ESO partnerem, zase pomohl týmu lépe pochopit množství prachu obklopující některé hvězdy.

Skupina doufá, že jim stále se zlepšující technologie umožní ještě hloubší pohled do srdce systémů tvořících planety. Velké 39metrové zrcadlo na připravovaném ESO ELT (Extremely Large Telescope) kupříkladu umožní týmu studovat vnitřní oblasti okolo mladých hvězd, kde by se mohly formovat kamenné planety, jako je ta naše.

Do té doby jsou tyto velkolepé snímky pokladnicí dat, která jim pomáhají odhalit tajemství formování planet. „Je poetické, jak procesy na počátku tvorby planet, a v důsledku i života v naší Sluneční soustavě, jsou zároveň tak krásné,“ uzavírá Per-Gunnar Valegård, student doktorského studia na Amsterdamské univerzitě v Nizozemsku, který vedl studii Orionu. Valegård, který je také učitelem na částečný úvazek na International School Hilversum v Nizozemsku doufá, že snímky budou inspirací jeho žákům k vědecké kariéře.

Poznámky

Tento výzkum byl prezentován ve třech článcích v časopise Astronomy & Astrophysics. Data byla získána částečně prostřednictvím garantovaného času konsorcia SPHERE a částečně v rámci Velkého programu ESO s názvem DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars).

1. “The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

Členy týmu jsou C. Ginski (University of Galway, Ireland; Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [Leiden]; Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, France [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), C. Dominik (API), Á. Ribas (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Switzerland), J. Hagelberg (Geneva Observatory, University of Geneva, Switzerland), R. G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Division of Liberal Arts, Kogakuin University, Japan), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), K. Kanagawa (Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Japan), S. Kim (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, France), J. Milli (Grenoble), M. Momose (College of Science, Ibaraki University, Japan [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Department of Astrophysics, University of Vienna, Austria), T. O. B. Schmidt (Hamburger Sternwarte, Germany), F. Snik (Leiden), a Z. Wahhaj (ESO Chile).

2. “The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

Členy týmu jsou A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy [INAF Arcetri]), C. Ginski (University of Galway, Ireland), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, France; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, France [Grenoble]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Germany), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), A. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italy), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Université de Genève, Switzerland), Th. Henning (Max Planck Institute for Astronomy, Germany [MPIA]), M. R. Hogerheijde (Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands; API), M. Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Italy), M. R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, USA), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Australia; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Department of Physics, Switzerland [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Italy [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H. M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova), a T. Moulin (Grenoble).

3. “Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

Členy týmu jsou P.-G. Valegård (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, the Netherlands [API]), C. Ginski (University of Galway, Ireland), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), M. Benisty (University of Grenoble Alps, CNRS, IPAG, France), T. Birnstiel (University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Germany), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italy), G. Columba (Department of Physics and Astronomy "Galileo Galilei" - University of Padova, Italy; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), M. Hogerheijde (API; Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [Leiden]), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), M. Kenworthy (Leiden), C. F. Manara (European Southern Observatory, Germany), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Germany), R. Sulaiman (Department of Physics, American University of Beirut, Lebanon), A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodní astronomické zařízení, jenž společně provozují ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) a National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan ve spolupráci s Chile. ALMA je financována ESO jménem jejích členských států, NSF ve spolupráci s National Research Council of Canada (NRC)  a National Science and Technology Council (NSTC) na Tchaj-wanu a NINS ve spolupráci s Academia Sinica (AS) na Tchaj-wanu a Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Výstavbu a provoz soustavy ALMA vede ESO jménem svých členských států, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) řízená Associated Universities, Inc. (AUI) za severní Ameriku a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) za východní Asii. The Joint ALMA Observatory (JAO) poskytuje jednotné vedení a management výstavby, plánování a provozu soustavy ALMA.

Odkazy

• Výzkumný článek
• Fotografie VLT
• Přečtěte si více o ELT na zvláštní stránce a v press kits
• Pro novináře: přihlašte se k odběru tiskových zpráv v češtině
• Pro vědce: máte pro nás námět? Popularizujte svůj výzkum

Kontakty

Christian Ginski
University of Galway
Galway, Ireland
Email: christian.ginski@universityofgalway.ie

Antonio Garufi
INAF’s Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Email: antonio.garufi@inaf.it

Per-Gunnar Valegård
University of Amsterdam
Email: p.g.valegard@uva.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Connect with ESO on social media

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso2405. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.