Teleskop Webb odhalil detailní strukturu protoplanetárního disku kolem hvězdy TW Hydrae

Tým astronomů zveřejnil 27. července na preprintovém serveru arXiv nová pozorování protoplanetárního disku kolem mladé hvězdy TW Hydrae, pořízená pomocí vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST). Vědci díky koronagrafickému přístroji dokázali potlačit oslnivé záření samotné hvězdy natolik, že se jim podařilo získat vysokokontrastní snímky jemných struktur v okolním disku plynu a prachu, které jsou za normálních okolností zastíněny světlem hvězdy.

TW Hydrae je jedním z nejvíce studovaných objektů svého druhu. Jde o mladou hvězdu vzdálenou přibližně 60 parseků od Země, obklopenou protoplanetárním diskem, který je považován za jeden z nejlépe pozorovatelných příkladů raného stadia vzniku planetárních soustav. Vzhledem k tomu, že disk je natočen téměř přesně čelem k pozorovateli na Zemi, poskytuje astronomům jedinečnou možnost studovat jeho strukturu bez zkreslení způsobeného sklonem.

Koronagrafie, kterou tým při pozorování využil, je technika, jež pomocí clonění centrálního zdroje světla umožňuje zachytit mnohem slabší objekty v jeho těsné blízkosti – v tomto případě prachové a plynné struktury disku, v němž se pravděpodobně formují nebo již zformovaly planety. Právě díky vysoké citlivosti a stabilitě JWST, umístěného mimo zemskou atmosféru, se podařilo dosáhnout kontrastu a rozlišení, které pozemské observatoře ani starší vesmírné teleskopy nemohly nabídnout.

Snímky podle vědců potvrzují a zpřesňují dříve pozorované prstencové struktury a mezery v disku, jež byly zachyceny i jinými přístroji, včetně pozemní observatoře ALMA nebo staršího Hubbleova teleskopu. Tyto mezery jsou obvykle interpretovány jako stopy po formujících se planetách, jejichž gravitace vymetá materiál ze své dráhy, případně jako důsledek jiných fyzikálních procesů probíhajících v disku, například nestabilit v proudění plynu.

Nová pozorovací data z JWST umožňují astronomům lépe porozumět rozložení prachu v různých vrstvách disku a jeho vývoji v čase, což je klíčové pro pochopení mechanismů, kterými vznikají planetární soustavy podobné té naší. Vysoký kontrast snímků také otevírá možnost detailněji zkoumat vnitřní oblasti disku, které byly dosud pro přímé pozorování obtížně dostupné.

Autoři studie zveřejněné na arXiv uvádějí, že výsledky budou v následujících měsících procházet recenzním řízením před publikací v odborném časopise. Přesto již nyní data poskytují cenný zdroj informací pro další modelování vzniku planet a srovnání s teoretickými předpoveďmi o vývoji protoplanetárních disků.

TW Hydrae je považována za modelový systém pro studium raných fází vzniku planet, a to i díky svému relativně nízkému stáří, odhadovanému na několik milionů let, a poloze, která umožňuje pozorovat disk téměř kolmo shora. Díky tomu je možné sledovat prstence a mezery v disku bez nutnosti složitých korekcí na perspektivu, což usnadňuje interpretaci pozorovaných struktur.

Vědecký tým zdůrazňuje, že nová data z Webbova teleskopu doplňují mozaiku poznatků získaných za poslední dekádu různými pozorovacími technikami a vlnovými délkami, od rádiového záření přes infračervené spektrum až po viditelné světlo. Kombinace těchto přístupů umožňuje postupně sestavit komplexnější obraz o tom, jak přesně probíhá přeměna prachu a plynu v novorozené planety.

Pozorování TW Hydrae pomocí JWST je součástí širšího programu, v jehož rámci teleskop mapuje protoplanetární disky u několika blízkých mladých hvězd. Cílem je porovnat strukturu a vývoj disků v různých fázích a s různými vlastnostmi centrální hvězdy, což by mělo přispět k lepšímu pochopení rozmanitosti planetárních soustav, které dnes astronomové pozorují napříč galaxií.

Odborná komunita nyní očekává recenzované vydání studie, které potvrdí interpretaci pozorovaných struktur a případně přinese další podrobnosti o složení a dynamice disku kolem TW Hydrae.