Prvi put snimljeno kako se disk za stvaranje planeta okreće oko mlade zvijezde

Astronomi su prvi put snimili kako se protoplanetarni disk okreće oko mlade zvijezde prateći emisije prašine u samom disku. Sustav AB Aurigae pokazuje da se materijal oko mlade zvijezde uglavnom giba kako fizika predviđa, ali unutarnji dijelovi diska odskaču od očekivanog obrasca. Takav poremećaj mogao bi biti trag divovskih planeta koji se još formiraju.

AB Aurigae već se godinama izdvaja kao jedno od najzanimljivijih mjesta za proučavanje nastanka planeta. Riječ je o mladoj zvijezdi okruženoj diskom plina i prašine, materijalom iz kojega se u ranim fazama zvjezdanih sustava mogu oblikovati planeti. Novo istraživanje, koje su vodili znanstvenici iz Francuskog nacionalnog centra za znanstvena istraživanja (CNRS) i Sveučilišta u Bordeauxu, objavljeno je u časopisu Astronomy & Astrophysics.

Disk oko AB Aurigae prvi je put uhvaćen kao sustav u pokretu

Protoplanetarni diskovi često se prikazuju kao fotografije prstenova, spirala, praznina i nakupina materijala. U ovom slučaju najvažnije nije samo kako disk izgleda, nego kako se mijenja kroz vrijeme.

Tim je promatrao disk oko AB Aurigae u tri navrata tijekom četiri godine. Za to je bio ključan instrument SPHERE, koji radi u bliskom infracrvenom području i nalazi se na Vrlo velikom teleskopu Europskog južnog opservatorija (ESO). Njegova visoka prostorna razlučivost omogućila je istraživačima da prate fine strukture u disku i njihovo pomicanje.

Na taj su način prvi put izravno snimili rotaciju protoplanetarnog diska preko emisije prašine. Disk se u širem smislu okreće u skladu s očekivanim zakonima gibanja, ali dijelovi bliže zvijezdi pokazuju neobično odstupanje.

Upravo je to odstupanje najvažniji dio priče. U mladim zvjezdanim sustavima takvi poremećaji mogu nastati kada se u disku oblikuju masivna tijela koja utječu na okolni plin i prašinu.

Svijetla struktura upućuje na mjesto gdje se materijal nakuplja

U disku je uočena svijetla struktura koja odgovara području akrecije. To su zone u kojima se plin i prašina skupljaju i padaju prema objektu koji se još formira. Takav proces posebno je važan u nastanku plinovitih divova, jer se njihova masa gradi iz materijala koji dolazi iz okolnog diska.

Istraživači zato smatraju da bi uočena anomalija mogla biti povezana s divovskim planetima u nastajanju. To ne znači da je planet u disku izravno potvrđen kao jasno izdvojeno tijelo. Zasad je riječ o skupu opservacijskih tragova koji upućuju na to da unutarnji dio diska nije samo pasivna struktura, nego područje u kojem se odvijaju snažni procesi oblikovanja novih planeta.

Takvi protoplaneti mogu mijenjati raspored materijala oko sebe, zgušnjavati prašinu i ostavljati poremećaje koje instrumenti mogu pratiti kroz vrijeme. U disku oko AB Aurigae vidi se upravo takav nemir: materijal se ne ponaša kao jednostavan, uredan prsten oko mlade zvijezde, nego kao sustav u kojem gravitacija novih tijela možda već mijenja okolinu iz koje nastaju planeti

Sjene na disku upućuju na skrivene strukture blizu zvijezde

Fotografije diska otkrivaju i brzo gibanje slabih sjena po njegovoj površini. Njih vjerojatno stvaraju strukture koje se nalaze bliže zvijezdi, ali se na ovim opservacijama ne vide izravno. Prema tumačenju autora, riječ bi mogla biti o protoplanetima ili gustim, neprozirnim nakupinama prašine koje kruže u unutarnjem dijelu sustava.

Takav trag posebno je vrijedan jer otkriva ono što se inače teško može izdvojiti u blizini mlade zvijezde. Ako neka struktura zaklanja dio zvjezdane svjetlosti, njezin se učinak može pojaviti dalje u disku kao sjena koja se pomiče zajedno s izvorom poremećaja.

Zbog toga se disk oko AB Aurigae može čitati i kao zapis procesa koji se odvijaju bliže zvijezdi. Sjene, prašina i pomaci u strukturi diska daju astronomima način da prate skrivenu dinamiku sustava u kojem se novi planeti možda još oblikuju.

Stvarni diskovi ponašaju se složenije od modela

Rezultati pokazuju da se protoplanetarni diskovi ne ponašaju uvijek onako uredno kako predviđaju teorijski modeli. U takvom okruženju istodobno djeluju gravitacija, plin, prašina, zgušnjavanje materijala i sjene koje nastaju zbog struktura bliže zvijezdi. Male promjene u unutarnjem dijelu diska mogu ostaviti trag na mnogo većim udaljenostima.

Sljedeći korak bit će preciznije odrediti svojstva tijela ili nakupina prašine povezanih s uočenim strukturama u disku AB Aurigae. Ako se pokaže da poremećaje stvaraju protoplaneti, ovaj sustav mogao bi postati jedan od najboljih primjera ranog nastanka divovskih planeta koji se može pratiti kroz vrijeme.

AB Aurigae sada pruža rijedak pogled na disk u kojem prašina ne miruje kao običan prsten oko mlade zvijezde. Ona se giba, skuplja, baca sjene i možda već pokazuje mjesta na kojima nastaju budući plinoviti divovi.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.