Studie z dat JWST: vznik plynných obrů je závod s časem, disky mizí rychleji, než se čekalo

Vznik planet je podle nové studie závodem s časem, který mohou plynní obři v mnoha případech prohrát. Vyplývá to z výzkumu založeného na datech z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST), jehož výsledky byly zveřejněny 25. srpna 2026. Tým astronomů vedený Namanem Bajajem z University of Arizona a Umou Gorti ze SETI Institute se zaměřil na 72 mladých hvězd podobných Slunci a sledoval, co se děje s materiálem v jejich okolí v době, kdy by se měly formovat planety.

Vědci využili přístroj Mid-Infrared Instrument (MIRI) na palubě JWST ke sledování pohybu molekulárního vodíku v protoplanetárních discích – oblacích plynu a prachu, které obklopují mladé hvězdy a slouží jako stavební materiál pro budoucí planety. Ukázalo se, že tento materiál z disků poměrně rychle uniká pryč, což zásadně omezuje čas, který mají potenciální planety k dispozici pro svůj růst.

Zvláště citlivé je na tento proces formování plynných obrů, jako je Jupiter. „Plynní obři jako Jupiter musí vybudovat své masivní atmosféry, dokud je disk ještě dostatečně bohatý na to, aby je zásoboval, než větry a proudy odnesou tento surový materiál pryč do vesmíru,“ uvedli autoři studie. Jinými slovy, pokud planeta nestihne nasát dostatek plynu dřív, než disk zmizí, o šanci stát se plynným obrem přichází natrvalo.

Výzkum ukázal, že rychlost úniku materiálu se mění v závislosti na věku hvězdy. Mladší hvězdy mají disky s odlišnou dynamikou než ty starší, což znamená, že jednotlivé fáze formování planet – od vzniku malých kamenných těles až po růst obřích plynných planet – probíhají v různých časových oknech. Tato zjištění pomáhají vědcům lépe pochopit, proč některé hvězdné systémy nakonec mají plynné obry a jiné ne.

Pro srovnání odborníci odkazují na naši vlastní sluneční soustavu, jejíž stáří se odhaduje na 4,6 miliardy let. Právě v raných fázích jejího vzniku muselo dojít k obdobnému závodu s časem, díky němuž se podařilo vytvořit Jupiter i Saturn dříve, než se plyn z protoplanetárního disku rozptýlil do okolního vesmíru.

Zjištění týmu kolem Bajaje a Gortiové mají význam nejen pro pochopení historie sluneční soustavy, ale i pro odhad toho, jak časté mohou být planetární systémy s plynnými obry jinde v galaxii. Pokud je totiž časové okno pro jejich vznik skutečně tak úzké, jak studie naznačuje, mohlo by to vysvětlovat, proč se v pozorovaných exoplanetárních systémech setkáváme s velkou rozmanitostí – od soustav bohatých na plynné obry až po ty, kde dominují menší, kamenné planety.

Schopnost JWST detailně mapovat pohyb plynu v protoplanetárních discích představuje podle astronomů významný posun oproti dřívějším pozorováním. Díky citlivosti přístroje MIRI v infračerveném spektru mohou vědci sledovat procesy, které byly dříve pro pozemské i starší vesmírné dalekohledy prakticky neviditelné. To umožňuje přesněji určit, v jaké fázi svého vývoje se jednotlivé hvězdy a jejich disky nacházejí, a lépe tak modelovat, jak rychle mizí materiál potřebný pro tvorbu planet.

Autoři studie plánují v dalším výzkumu rozšířit vzorek sledovaných hvězd a zpřesnit modely popisující, jak rychlost úbytku plynu souvisí s hmotností a typem centrální hvězdy. Cílem je vytvořit ucelenější obraz toho, kdy a za jakých podmínek mají mladé planetární systémy vůbec šanci vyprodukovat plynné obry srovnatelné s Jupiterem, a kdy naopak tato možnost zaniká dříve, než se stihne plně rozvinout.