Astronomové zachytili dosud nejčistší snímky 24 disků trosek obíhajících kolem vzdálených hvězd a odhalují důležité poznatky o chaotické a přechodné fázi mezi tvorbou planet a pokročilými systémy exoplanet. Tyto disky jsou zbytky prachu a planetesimál, které zbyly po formování planet, v podstatě extrasolárních analogů našeho vlastního asteroidu a Kuiperových pásů.
Chybějící článek v planetární evoluci
Po léta vědci studovali jak raná stádia vzniku planet (protoplanetární disky), tak plně vyvinuté exoplanetární systémy. Disky trosek vyplňují kritickou mezeru: „období dospívání“ sluneční soustavy, kdy jsou planety stabilizovány na svých drahách, srážky jsou stále běžné a celková struktura je tvarována gravitačními silami.
Disky trosek jsou slabé, takže je obtížné je pozorovat. Tým vedený Meredith Hughes z Wesleyan University však pomocí Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) tyto potíže překonal vytvořením snímků s vysokým rozlišením v rámci průzkumu ALMA Exocuiper Substructure Resolution Survey (ARKS).
Rozmanité struktury odhalují dynamickou historii
Pozorování ukazují úžasnou rozmanitost mezi těmito disky. Nejsou to jen jednoduché prsteny, jak je občas vídáte u mladých hvězd. Místo toho mnoho z nich demonstruje:
- Vícenásobné prstence a mezery indikující přítomnost planet, které vytvořily disk v průběhu času.
- Struktury ve tvaru halo, potenciálně způsobené zbytkovým plynem nebo gravitačními interakcemi.
- Asymetrické tvary naznačující probíhající srážky nebo vliv neviditelných planet.
Asi třetina disků vykazuje jasné podstruktury, což znamená, že disky nejsou hladké, ale obsahují zbytky dřívějších fází formování planet. Některé disky se zdají být klidné a rozptýlené, zatímco jiné se zdají chaotické a nafouklé, což odráží směs stabilních a rozptýlených objektů v naší vlastní sluneční soustavě.
Zadržování plynu a pokračující vývoj
Pozoruhodné je, že několik disků zadržuje plyn mnohem déle, než se očekávalo, což by mohlo ovlivnit chemii všech planet, které se v nich stále tvoří. Tým také zjistil, že mnoho disků je jednostranných, což naznačuje gravitační pošťuchování ze skrytých planet nebo jizvy po minulých planetárních migracích.
“Tyto disky zaznamenávají období, kdy byly oběžné dráhy planet promíchány a obrovské dopady…vytvářely mladé sluneční soustavy,” řekl Luca Matra, astronom z Trinity College Dublin. Průzkum ARKS poskytuje nový zlatý standard pro studium troskových disků a umožňuje vědcům rozluštit, zda byla historie naší sluneční soustavy běžná nebo jedinečná.
Tato studie zdůrazňuje násilnou a dynamickou povahu vývoje planetárních systémů. Zjištění naznačují, že historie naší sluneční soustavy nemusí být anomálií, ale spíše typickým výsledkem složitých procesů, které následují po formování planet.
Výsledky byly publikovány v časopise Astronomy & Astrophysics.
