Zvětšit obrázek

Velmi mladá hvězda s protoplanetárním diskem (ilustrace). Kredit: NASA/JPL-Caltech

Současné dalekohledy umožňují astronomům lepší pohled na nejrannější stádia formování planet. To může pomoci objasnit počátky naší vlastní Sluneční soustavy a najít potenciál pro vznik života v dalších soustavách.

John Carr (Naval Research Laboratory, Washington) a Joan Najita (National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Arizona) vyvinuli novou techniku, která využívá Spitzerova infračerveného spektrografu k měření a analýze chemického složení plynů uvnitř protoplanetárních disků. Vědci jsou přesvědčeni, že tyto prachoplynném disky kolem mladých hvězd, poskytují stavební materiál pro planety a měsíce a nakonec během miliónů let se vyvine planetární soustava jako je naše.

„Většina materiálu uvnitř disků je plyn,“ řekl Carr. „Ale až dosud bylo obtížné studovat složení plynu v oblastech, kde by se měly tvořit planety. Mnohem více pozornosti se věnovalo pevným, prachovým částicím, které lze snadněji sledovat.“

Carr a Najita pro svou studii použili Spitzerův „hluboký“ pohled na plyn v planetotvorném disku kolem hvězdy AA Tauri, jejíž stáří je menší než milión let. AA Tauri je typický příklad mladé hvězdy s protoplanetárním diskem.

S novými postupy byli schopni ve spektru okamžitě zjistit vodní páru a 3 jednoduché organické molekuly - kyanovodík, acetylen a oxid uhličitý. Navíc našli větší množství těchto organických molekul v disku než v hustém mezihvězdném plynu, z něhož se disk vytvořil.

Zvětšit obrázek

Infračervené spektrum ze Spitzera dokazuje přítomnost vodní páry a jednoduchých organických molekul v protoplanetárním disku u velmi mladé hvězdy AA Tauri. Kredit: Kredit: NASA/JPL-Caltech/J.Carr (Naval Research Laboratory)

„Molekulární mraky poskytují materiál, ze kterého jsou protoplanetární disky vytvořeny,“ řekl Carr. „Tak toto je důkaz, že organická chemie působí uvnitř disku při jeho formování a zvyšování počet těchto molekul.“

 

Colette Salyk (Caltech, Pasadena)

Spitzerův infračervený spektrograf již dříve objevil v jednom protoplanetárním disku stejné organické plyny. Ale tehdejší pozorování bylo závislé na orientaci disku. Nová metoda nyní umožňuje astronomům studovat primitivní směsi plynů v discích u stovek mladých hvězdný systémů.

Astronomové budou nyní schopni vyplnit důležitou mezeru. Vědí, že voda i organické molekuly se v mezihvězdném prostředí vyskytují v hojném množství. Ale co se s nimi děje po včlenění do disku? „Jsou tyto molekuly v disku zničený, uchovaný nebo rozmnoženy?“ ptá se Carr. „Teď, když můžeme identifikovat tyto molekuly a provést jejich inventarizaci, lépe pochopíme počátky a vývoj základních stavebních bloků života - odkud pocházejí a jak se vyvíjejí.“ Carr a Najita výsledky výzkumu publikovali 14. březnu v Science.

Další skupina, která pomocí Spitzerova spektroskopu pátrala po molekulách vody v discích, je našla u dvou mladý hvězd. „Existence vodní páry byla dokázána přímo ve vnitřní části protoplanetárního disku - nejspíše v oblasti, kde se formují planety podobné Zemi,“ řekla Colette Salyk (Geological and Planetary Science, California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornie), vedoucí autorka článku, který bude publikován 20. března v Astrophysical Journal Letters.

Zvětšit obrázek

Infračervené spektrum ze Spitzera dokazují přítomnost vodní páry v protoplanetárním disku také u další velmi mladé hvězdy - AS 205 N. Kredit: NASA/JPL-Caltech/C.Salyk (Caltech)

Tým Salykové pozoroval pomocí Spitzera desítky dalších mladých hvězd s protoplanetárními disky a v mnoha byla nalezna voda. Ale oni se zaměřili na ty dvě původní hvězdy a počáteční detekci vody Spitzerem doplnili ještě o pozorování přístroji s vysokou rozlišovací schopností na observatoři Keck II (Havaj). „Zatím ještě nezjistíme tak velké množství vody, jako existuje v oceánech na Zemi, protože v podstatě vidíme jen povrch disku. Ale důležité je, že vody ve vesmíru je dostatek,“ řekl Geoffrey Blake (Caltech), jeden ze spoluautorů.

„Toto je pouze začátek. Se Spitzerem zjistíme přítomnost vody u mnoha objektů,“ řekl Blake. A Carr dodal: „S aktuálními Spitzerovými pozorováními a daty lépe pochopíme distribuci a množství vody a organických molekul v planetotvorných discích.“

Zdroj: NASA , Spitzer