Kometární masakr u blízké hvězdy

Touto hvězdou byl Fomalhaut, nejjasnější hvězda souhvězdí Jižní ryby, která u je u nás jen málo a nízko nad jižním obzorem. Tato hvězda je od nás vzdálena 25 světelných let. Je hvězdou hlavní posloupnosti, je dvakrát větší a asi 14 krát svítivější než naše Slunce. Její jasnost na naší obloze je +1,16 mag.

Dalekohled ESA Herschel Space Observatory studoval prachový pás kolem této hvězdy. Zdá se, že tento prach pochází z kolizí kolem této hvězdy, kdy se sráží a tím rozpadají tisíce kometárních jader každý den. Oproti Slunci je Fomalhaut mladá hvězda, stará jen několik set milionů let (stáří Slunce se odhaduje na 4,5 miliardy let). Prach v okolí této hvězdy byl objeven již v roce 1980 infračervenou družicí IRAS. Nové snímky, pořízené teleskopem Herschel, jsou ale mnohem detailnější než kdy předtím.

Analýza snímků přinesla poznání, že teplota prachu, obklopující hvězdu Fomalhaut, se pohybuje v rozmezí -230° až -170°C. Ale jelikož hvězda není úplně ve středu tohoto prachového pásu, je blíže k jižní části, je pochopitelně jižní část prachového pásu teplejší než část severní.

Fomalhaut s prachovým pásem na snímku z Herschelova teleskopu (Zdroj: ESA)

Blízká poloha prachového pásu vůči hvězdě a jeho asymetrická poloha vedou k myšlence, že kolem hvězdy se pohybuje i nějaká planeta, jak se již předtím zdálo na snímcích z Hubblova kosmického teleskopu (HST).

Data z teleskopu Herschel ukazují, že materiál prachového pásu má tepelné vlastnosti malých pevných částic, a tyto částice musí být velikosti pouhých několika mikrometrů. Toto zjištění je ale v rozporu s pozorováním Hubbleova kosmického teleskopu, ze kterých vyplývala velikost částic desetkrát větší. Pozorování ve vlnových délkách, které umí HST, ukazovala rozptyl světla na prachových částicích a jeví se ve viditelném světle, ve kterém HST pozoruje, velice slabý, což může být dáno například absorpcí světla v prachových zrnkách.

Tento rozpor ve velikosti při dvou různých pozorováních může mít paradoxně mnohem fyzikálnější vysvětlení. Prachové částice mohou být nadýchané, s velkými prostory mezi jednotlivými jadérky, čili podobné prachovým částicím, které ve sluneční soustavě pozorujeme u komet. Pokud použijeme tuto teorii, pozorování teleskopu Herschel i HST budou již v souladu. Ale jen pokud jde o rozměry.

Ale je zde další paradox. Tok (vlastně jeho tlak) záření z hvězdy Fomalhaut by měl tyto malé prachové částice z prachového pásu poměrně rychle vypudit, ale těchto zrn je tam poměrně hodně. Jediným rozumným vysvětlením tohoto paradoxu je, že v pásu dochází i nadále ke kolizím větších objektů, kometárních jader, které doplňují do prachového pásu prachové částice, které jsou odvrženy tlakem záření. Vlastně srážky komet produkují další a další prach.

Pro udržení pásu ve stavu, jak jej pozorujeme nyní, musí ale být míra kolizí větší, přímo ohromující. Každý den se v pásu musí srazit buď dvě kometární jádra o průměru 10 kilometrů, anebo 2000 kometárních jader o průměru 1 kilometr. A to každý den, den za dnem. Při srážkách se jádra rozdrobí a vytvoří oblak nadýchaných prachových částic. Pokud by toto platilo, musí být i počet kometárních jader v tomto prachovém pásu ohromný, něco mezi 260 miliardami a 83 triliardami jader. Ve Sluneční soustavě jsou kometární jádra, která zbyla po vzniku našeho planetárního systému, v tzv. Oortově oblaku, a teorie ukazují na podobný počet jader. Čili tato pozorování hvězdy Fomalhaut jsou v souladu s v současnosti přijímanými teoriemi na vznik sluneční soustavy i jiných planetárních systémů.

Zdroj: ESA