Díky radioteleskopu ALMA se astronomům vůbec poprvé podařilo spolehlivě identifikovat přítomnost zárodečného disku hmoty kolem planety ležící mimo Sluneční soustavu. Pozorování přináší zcela nové informace o procesech, jakými se v mladých hvězdných systémech formují planety a jejich měsíce..

„Naše práce oznamuje spolehlivou detekci disku, ve kterém by se mohly formovat měsíce,“ říká Myriam Benisty (University of Grenoble, Francie; University of Chile, Chile), vedoucí vědeckého týmu podepsaného pod výzkumem, jehož výsledky byly prezentovány v časopise Astrophysical Journal Letters.

„Pozorování získaná radioteleskopem ALMA mají tak mimořádné rozlišení, že jsme mohli spolehlivě identifikovat souvislost mezi diskem a planetou. Poprvé jsme byli také schopni určit jeho velikost,“ vysvětluje Myriam Benisty.

Popsaný cirkumplanetární disk obklopuje extrasolární planetu PDS 70c, jednu z dvojice obřích Jupiteru podobných plynných planet obíhajících kolem hvězdy vzdálené asi 400 světelných let od Slunce. Astronomové již v minulosti u této exoplanety nalezli známky disku, ve kterém by se mohl formovat měsíc planety, ale až dosud nebyli schopni ho spolehlivě odlišit od okolního prostředí a tato pozorování potvrdit.

Týmu pod vedením Myriam Benisty se navíc podařilo zjistit, že disk má průměr srovnatelný se vzdáleností Slunce-Země a obsahuje dostatek hmoty pro tvorbu až tří satelitů o velikosti našeho Měsíce.

Výsledky přinášejí nejen klíčové informace o počátcích vývoje přirozených planetárních satelitů. „Tato nová pozorování jsou zároveň velmi důležitá pro ověření teorií formování planet, které až dosud nebylo možné testovat,“ říká spoluautor studie Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory of the Carnegie Institution for Science, USA).

Planety vznikají v prachových discích kolem mladých hvězd, ve kterých díky nabalování hmoty během svého růstu vytvářejí mezery. Při tomto procesu může planeta získat svůj vlastní cirkumplanetární disk, který k jejímu vývoji přispívá tak, že reguluje množství dopadající hmoty.

Zároveň však může dojít k tomu, že se materiál uložený v disku začne prostřednictvím kolizí shlukovat do větších těles a nakonec se kolem planety mohou vytvořit měsíce.

Astronomové však ještě plně nerozumí detailům těchto procesů. „Stručně řečeno, stále není jasné kdy, kde a jak se planety a jejich měsíce formují,“ upřesňuje další ze spoluautorů Stefano Facchini (vědecký asistant ESO).

„Dosud bylo objeveno přes 4000 exoplanet, ale všechny byly nalezeny ve vyvinutých planetárních systémech. Planety PDS 70b a PDS 70c připomínají pár Jupiter-Saturn ve Sluneční soustavě a jsou jedinými známými objekty tohoto typu, které jsou stále ve fázi zrodu,“ upozorňuje spoluautorka článku Miriam Keppler (Max Planck Institute for Astronomy, Německo).

„Tento systém nám tak nabízí unikátní příležitost ke sledování a výzkumu procesů formování planet a jejich měsíců,“ dodává Stefano Facchini.

Dvojice planet PDS 70b a PDS 70c tvořící tento planetární systém byla objevena dalekohledem ESO/VLT (Very Large Telescope) v roce 2018 respektive 2019 a od té doby byla mnohokrát sledována řadou dalších teleskopů a přístrojů [2].

Nejčerstvější pozorování s vysokým rozlišením získaná radioteleskopem ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimeter Array) nyní astronomům umožnila nahlédnout do této soustavy ještě hlouběji. Kromě potvrzení pozorování cirkumplanetárního disku kolem planety PDS 70c a výzkumu jeho velikosti a hmotnosti, se rovněž podařilo potvrdit, že planeta PDS 70b nejeví žádné viditelné známky podobné struktury, což by mohlo znamenat, že prostředí v místě jejího zrodu bylo ochuzeno o prach právě působením druhé planety PDS 70c.

Ještě detailnější pochopení podmínek panujících v tomto planetárním systému přinese dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který je ve fázi výstavby na hoře Cerro Armazones v chilské poušti Atacama.

„ELT bude pro tento výzkum klíčovým přístrojem. S mnohem větším rozlišením budeme schopni zmapovat tuto soustavu do detailu,“ doplňuje spoluautor práce Richard Teague (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA).

Zdroj: Evropská jižní observatoř