Odhalování raných fází formování planetárních systémů, zejména uvnitř hustých, vířivých mraků plynu a prachu, které obklopují mladé hvězdy, představuje pro astrofyziky značnou výzvu. Nedávný průlom, využívající pokročilé pozorovací technologie, vedl k detekci kolosálního plynného obra, přibližně tři až desetkrát hmotnějšího než Jupiter, který je zasazen do protoplanetárního disku rodící se hvězdy. Tento objev nejenže vrhá světlo na obtížně uchopitelný proces vzniku planet, ale také demonstruje novou metodiku pro identifikaci těchto skrytých světů.
- Objevený plynný obr je 3x až 10x hmotnější než Jupiter.
- Planeta obíhá kolem hvězdy MP Mus, staré asi 13 milionů let, vzdálené 280 světelných let.
- Pro zjištění byly kombinovány údaje z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a mise Gaia.
- ALMA odhalila struktury disku, zatímco Gaia detekovala „kolísání“ hvězdy.
- Poprvé přispěla mise Gaia přímo k objevu exoplanety v protoplanetárním disku.
- Výsledky výzkumu byly publikovány 14. července v časopise Nature Astronomy.
Záhada protoplanetárního disku MP Mus
Nově objevená exoplaneta obíhá kolem hvězdy MP Mus, která je stará zhruba 13 milionů let a nachází se asi 280 světelných let od Země. Předchozí pozorování protoplanetárního disku MP Mus, klíčového místa pro zrození planet, ukázala, že je překvapivě beztvarý. Tato absence očekávaných struktur, jako jsou prstence a mezery, které obvykle naznačují akreci planety, astronomy vzhledem ke stáří hvězdy mátla. Stáří hvězdy totiž naznačovalo, že formování planet by již mělo být v plném proudu.
Průlomová metodika pozorování
K zásadnímu pokroku došlo díky kombinaci dat ze dvou výkonných astronomických přístrojů: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a mise Gaia Evropské kosmické agentury (ESA). Zatímco ALMA poskytuje snímky hvězdných disků ve vysokém rozlišení detekcí milimetrových vlnových délek, Gaia se specializuje na přesné mapování poloh a pohybů miliard hvězd. Tento společný přístup se ukázal jako zásadní pro překonání pozorovacích překážek, které představuje hustá hmota v protoplanetárních discích, kde většina mladých planet zůstává skrytá.
Konvergence důkazů: Struktury disku a kolísání hvězdy
Výzkumníci znovu prozkoumali MP Mus pomocí delších vlnových délek ALMA, což umožnilo hlubší průnik do disku. To odhalilo dříve neviděné struktury, včetně dutiny blízko mladé hvězdy a dvou dalších „děr“ dále – rysů, které silně naznačují, že formující se planeta gravitačně čistí svou oběžnou dráhu. Souběžně s tím nezávislá pozorování ze sondy Gaia detekovala neočekávané „kolísání“ hvězdy MP Mus. Takové hvězdné oscilace jsou charakteristickým znakem masivního, neviditelného společníka, který gravitačně přitahuje svou hostitelskou hvězdu.
Konvergence těchto odlišných datových sad poskytla přesvědčivé důkazy. Počítačové modelování, integrující jak struktury disku z ALMA, tak hvězdné kolísání detekované Gaiou, určilo zdroj: plynný obr obíhající MP Mus ve vzdálenosti zhruba jednoho až tří násobku vzdálenosti Země od Slunce. To znamenalo první případ, kdy Gaia přímo přispěla k objevu exoplanety v protoplanetárním disku, a zároveň první nepřímý objev skryté exoplanety prostřednictvím synergického využití přesných dat o pohybu hvězd a pozorování hlubokých disků.
Důsledky pro exoplanetární vědu
Tato inovativní detekční metoda má významné důsledky pro obor exoplanetární vědy. Naznačuje, že mnoho mladých planet, vnořených do protoplanetárních disků, mohlo uniknout detekci kvůli omezením jednotlivých pozorovacích technik. Úspěch kombinace dat z ALMA a Gaia poskytuje silnou šablonu pro budoucí pátrání, potenciálně odhalující dříve neobjevenou populaci nově vzniklých exoplanet. Pochopení těchto raných fází planetárních systémů je klíčové pro dešifrování univerzálních mechanismů formování planet a nabízí hluboké vhledy do toho, jak vznikla naše vlastní sluneční soustava přibližně před 4,5 miliardami let.
Zjištění tohoto výzkumu byla zveřejněna v časopise Nature Astronomy v pondělí 14. července. Astronomové jsou optimističtí, že probíhající modernizace ALMA a připravované pokročilé dalekohledy umožní ještě hlubší sondy do protoplanetárních disků, čímž dále pokročí naše porozumění zrození planet.