Náš Slnečný systém dnes pôsobí pokojne a usporiadane. Planéty sa držia svojich dráh, veľké kolízie sú zriedkavé a chaos, ktorý vládol v jeho mladosti, je už dávno preč. Astronómovia však vedia, že nie všetky planetárne systémy sú v takejto „pokojnej fáze“. Jeden z najlepších dôkazov prichádza zo systému hviezdy Fomalhaut, kde Hubblov vesmírny teleskop zachytil následky ničivých zrážok medzi planetesimálami – stavebnými kameňmi planét.
Fomalhaut snímaný HST s polohami útvarov cs1 acs2
Fomalhaut je od Zeme vzdialený približne 25 svetelných rokov a patrí medzi najlepšie preskúmané blízke hviezdy. V skutočnosti ide o trojhviezdny systém, no hlavnú pozornosť púta Fomalhaut A – jasná, hmotná a relatívne mladá hviezda s vekom okolo 400 miliónov rokov. Okolo nej sa nachádza rozsiahly prachový prstenec, ktorý je dôkazom intenzívnej kolíznej aktivity.
Už v roku 2005 astronómovia pomocou Hubble Space Telescope priamo zobrazili tento eliptický pás prachu. Vysvetlenie bolo pomerne jednoznačné: ide o trosky vzniknuté zrážkami asteroidov a komét. O niekoľko rokov neskôr, v roku 2008, vyvolal veľký rozruch objav objektu označeného ako Fomalhaut b, ktorý bol spočiatku považovaný za exoplanétu. Neskoršie výskumy však ukázali, že nejde o planétu, ale o prachový oblak po kolízii dvoch veľkých telies.
Astronómovia sa k systému Fomalhaut pravidelne vracali a dlhodobé pozorovania priniesli ďalšie prekvapenie. Okrem pôvodného prachového oblaku identifikovali aj druhý, podobný objekt. Dnes sú tieto zdroje známe ako circumstellar source 1 (cs1) a circumstellar source 2 (cs2).
Nový výskum publikovaný v prestížnom časopise Science ukazuje, že oba objekty sú výsledkom katastrofických zrážok planetesimál. Vedúcim autorom štúdie je Paul Kalas, ktorý sa systému Fomalhaut venuje už celé desaťročia.
Pozorovania z roku 2023 priniesli kľúčový dôkaz: cs2 sa objavil na mieste, kde predtým nič nebolo, zatiaľ čo cs1 z novších snímok úplne zmizol. To silne podporuje interpretáciu, že ide o krátkodobé prachové oblaky, ktoré vzniknú po zrážke a postupne sa rozptýlia. Ak by šlo o exoplanéty, ich prítomnosť by bola stabilná v čase. Zvlášť pozoruhodné je, že tieto dve zrážky nastali v priebehu iba približne 20 rokov. Podľa starších teoretických modelov by sa podobná kolízia mala vyskytovať raz za desaťtisíce až stotisíce rokov. Fomalhaut však ukazuje, že realita môže byť omnoho dynamickejšia.
Vedci prirovnávajú tento systém k časozbernému filmu z mladosti Slnečnej sústavy. Ak by bolo možné sledovať vývoj Fomalhautu po tisíce rokov v zrýchlenom zázname, prachové záblesky po zrážkach by sa objavovali neustále. Systém by doslova „iskril“ násilnými udalosťami.
Kolízie, ktoré vytvorili cs1 a cs2, sa pravdepodobne týkali telies s priemerom okolo 30 kilometrov. Odhady naznačujú, že v prachovom disku Fomalhautu môže obiehať až 300 miliónov podobných planetesimál. Každá z nich môže počas svojej existencie prejsť stovkami menších rozbíjajúcich zrážok, kým dôjde ku konečnej, katastrofickej kolízii.
Schéma systému hviezdy Fomalhaut
Tieto menšie zrážky produkujú jemný prach, ktorý sa ukladá na povrchu telies ako regolit. Až pri veľkom náraze sa tento materiál uvoľní vo forme obrovského prachového oblaku – presne takého, aký Hubble pozoroval v systéme Fomalhaut.
Záhadou zostáva, prečo k obom zrážkam došlo tak blízko seba – časovo aj priestorovo. Ak by bol systém čisto chaotický, očakávalo by sa náhodnejšie rozloženie kolízií. Jednou z možností je, že v systéme sa nachádza zatiaľ neobjavená exoplanéta, ktorá svojou gravitáciou zhromažďuje planetesimály do rezonančných oblastí a tým zvyšuje pravdepodobnosť zrážok.
Tieto objavy majú význam aj mimo samotného systému Fomalhaut. Ukazujú totiž, aké náročné môže byť rozlíšiť medzi skutočnou exoplanétou a prachovým oblakom. Cs2 vyzerá na snímkach presne ako planéta odrážajúca svetlo svojej hviezdy. Skúsenosť s cs1 však ukazuje, že prachový oblak sa môže celé roky „tváriť“ ako planéta.
Porovnanie systému hviezdy Fomalhaut a našej Slnečnej sústavy
Ide o dôležité varovanie pre budúce misie zamerané na priamu detekciu exoplanét v odrazenom svetle. Bez dlhodobého sledovania môže dôjsť k mylnej interpretácii pozorovaní.
Astronómovia plánujú systém Fomalhaut naďalej intenzívne sledovať. V najbližších rokoch budú monitorovať vývoj cs2 – jeho jasnosť, tvar aj pohyb. Zároveň sa do výskumu zapojí aj James Webb Space Telescope, konkrétne jeho prístroj NIRCam, ktorý umožní analyzovať veľkosť prachových zŕn a prípadnú prítomnosť vodného ľadu.
Fomalhaut sa tak stáva prirodzeným laboratóriom na štúdium procesov, ktoré kedysi formovali aj náš vlastný planetárny domov. Pozorovanie zrážok vzdialených desiatky svetelných rokov nám paradoxne pomáha lepšie pochopiť, prečo dnes existuje Zem – a prečo na nej môže existovať život.
Zdroj: UniverseToday
