Planetární disky na exotických místech vesmíru

Když si vědci udělají o nějakém přírodním jevu představu, vybudují teorii, podpoří ji četnými pozorováními, zvyknou si na ni a začnou ji vyučovat na školách, přijde příroda s něčím, co jejich zažitou představu naruší. A to je právě na vědě to vzrušující! Otázek a hádanek je tu dost pro každého.

Radioastronomové A. J. Remijan a J. M. Hollis z Goddardova centra objevili koncem roku 2005 v oblasti tvorby nových hvězd (IRAS 162932422) v souhvězdí Hadonoše protohvězdu (zárodek hvězdy) vzdálenou 500 světelných let, jejíž formování nasvědčuje tomu, že by kolem ní mohly obíhat planety v protisměru. U ostatních planetárních systémů (v r. 2006 bylo známo zhruba 200 exoplanet) není zatím nic takového známo. S pomocí radioteleskopů Very Large Array (VLA) v Novém Mexiku vědci odhalili, že disk protohvězdy je rozdělen na vnitřní a vnější část, které se vůči sobě pohybují opačným směrem. Až se zformují planety, budou zřejmě obíhat protichůdně. A jak to vzniklo? Materiál, z něhož je disk vytvořen, pochází pravděpodobně ze dvou oblaků plynu a prachu místo obvyklého jednoho.

Naopak v posledních stadiích svého vývoje se nacházejí hvězdy označované R66 a R126. Jde o dva modré veleobry (jeden má 30 a druhý 70 hmotností Slunce) nacházející se ve Velkém Magellanově oblaku. Pozorování v infračervené oblasti prokázala, že se u těchto hvězd také vyskytují planetární disky. Je to překvapující, neboť v počátečních fázích vývoje silný hvězdný vítr veškerý materiál nespotřebovaný na planety, planetky a jádra komet odfoukne z blízkosti hvězdy. Materiál disku se skládá nejspíše z mikroskopických zrníček, která vznikla rozdrobením zárodků planet (planetezimál) po nesčetných srážkách. Pozorování tuto domněnku potvrzují v tom, že se disk nachází od mateřské hvězdy velmi daleko, 120 až 2500 astronomických jednotek (1 astronomická jednotka = střední vzdálenost Slunce a Země). Planetární systém u modrých obrů R66 a R126 jistě nebyl poklidnou oblastí, jakou je například sluneční soustava. Navíc měly tyto planety pro své zformování velmi málo času, neboť takhle hmotné hvězdy po několika málo milionech let své existence explodují jako supernovy. To je zároveň odpověď na otázku, zda může být na takových planetách život. Těžko. Uvědomme si, že první primitivní život se na Zemi objevil až po 0,5 miliardy let a první mnohobuněčný teprve po 2 miliardách let.

Další objekt, u kterého byla odhalena přítomnost planetárního disku, je supernova 4U 0142+12 (poslední šestice číslic představuje její polohu), nacházející se v souhvězdí Kasiopeja. Neutronová hvězda představuje poslední stadium vývoje hvězd, při němž vlivem pochodů v centrálních oblastech hvězdy dojde k jejímu rozpadu. Obálka hvězdy se rozletí do okolního prostoru rychlostmi řádově několik desítek tisíc kilometrů za sekundu, a tím se uvolní obrovská energie. Projev výbuchu je pozorovatelný nejen z druhého konce naší Galaxie, ale i z galaxií velmi vzdálených. Světlo všech hvězd takových galaxií na krátkou dobu supernova přezáří! Jak takový planetární disk vznikne? Teoretikové se domnívají, že se skládá z materiálu, kterému výbuch neudělil únikovou rychlost ze systému, a proto úlomky padají zpět k neutronové hvězdě. Zhongxiang Wang, Deepto Chakrabarty a David Kaplan z Massachusettské techniky odhadují hmotnost disku na deset hmotností Země a vzdálenost od neutronové hvězdy na 1,6 milionu až 5 milionů kilometrů (Nature 440, 772, 2006). Ve sluneční soustavě by tak disk vyplnil prostor mezi Sluncem a dráhou Merkuru. Vzhledem k tomu, že se neutronové hvězdy vyznačují silným magnetickým polem (proto jsou nazývány též magnetary), předpokládá Paul Kalas z Berkeley, že by planety zformované v tomto disku mohly mít velmi „exotické“ vlastnosti.

Na těchto několika příkladech je vidět, jak se změnil náš pohled na možnost výskytu planetárních disků u hvězd, a tím i na možnosti vzniku samotných planet. Až dosud jsme se domnívali, že se disky vyskytují pouze u protohvězd či mladých hvězd, nikoli u hvězd v pokročilém stadiu vývoje, nebo dokonce u magnetarů. Znalosti týkající se výskytu planetárních disků u neutronových hvězd i mechanizmu jejich vzniku mohou vysvětlit například přítomnost planet u pulzaru (neutronové hvězdy) 1257+12 v souhvězdí Panny, kde byly exoplanety objeveny jako první (viz J. Grygar, Vesmír 75, 493, 1996/9).

A dál již stačí, abychom své představy podpořili mnoha pozorováními, zvykli si na ně a začali o nich přednášet studentům, než opět přijde příroda s něčím, co tyto nové představy naruší.