Zrod hvězdy je ve vesmíru běžnou záležitostí. Tato událost je však natolik zajímavá, že stojí za to ji sledovat znovu a znovu. A nejen ji, zajímavý je i vývoj, který nově zrozenou hvězdu čeká…

Občas tomu osud chce, že hustota mezihvězdných mračen překročí mez, po níž začne svou vlastní gravitací kolabovat. Tak vzniká zárodek hvězdy, ve které dříve, nebo později dojde k zahájení termonukleární reakce, při níž se vodík přeměňuje na helium. To už je hvězda dospělá, a může tak začít zářit do širokého okolí.

Je jen málo hvězd, které jsou na své pouti vesmírem osamocené. Zpravidla se gravitačními vlivy ovlivňují s jinými hvězdami, a tak vytvářejí systémy v podobě dvojhvězd, trojhvězd apod. Jiné hvězdy, třeba naše Slunce, volí jiný způsob k zahnání samoty a stesku.

Vytvoří si kolem sebe soustavu planet. Planety vznikají z protoplanetárních disků vytvořených kolem mladých hvězd.

Původní hmota v prachoplynovém disku obsahuje jen několik málo minerálů, ovšem žár zalévající okolí hvězdy po zažehnutí jaderné fúze v jeho nitru, může dát vzniknout krystalům řady nových minerálů.

Mezi ně patřily především železo-niklové slitiny, sulfidy, fosfidy, oxidy či křemičitany. Tak spatřují světlo světa shluky hmoty. Zprvu jsou velmi malé, jejich průměr nedosahuje ani dvě stě metrů.

Postupnými srážkami a dalším vývojem však síla hmoty roste a cesta ke zrodu planet se otevírá.

Protoplanety, které při gravitačním kulečníku unikly za určitou mez, se později proměnily v plynné obry, kdežto terestrické tedy kamenné planety se dále vyhřívaly poblíž mateřské hvězdy. Alespoň tak tomu bylo v naší sluneční soustavě.

Protoplanetární disky byly v mnoha ohledech pro astronomy velkou neznámou. Avšak i zde se daří postupně odhalovat dosud ukrytá tajemství.

Astronomové využívající radioteleskopy ALMA a IRAM vůbec poprvé změřili teplotu velkých prachových částic ve vnější oblasti takového disku.

Ten se nachází kolem jedné mladé hvězdy s poněkud krkolomným pojmenováním 2MASS J16281370-2431391. Protože je tento název zapamatovatelný toliko pro lidi s fotografickou pamětí, badatelé objekt přejmenovali na Létající talíř.

Při pozorování talíře aplikovali vědci zcela novou techniku a objevili, že přítomné prachové částice jsou mnohem chladnější, než se očekávalo.

Mají totiž teplotu pouze -266 °C. Tento překvapivý výsledek naznačuje, že bude potřeba poupravit současné představy o podobných discích. Astronomové použili radioteleskop ALMA k pozorování záření vydávaného molekulami oxidu uhelnatého v disku kolem této hvězdy.

Byli tak schopni získat jeho velmi detailní záběry a objevili něco zvláštního. V některých případech pozorovali záporný signál!

Za normálních okolností je negativní signál fyzikálně nemožný, ale v tomto případě existuje vysvětlení, které však přináší překvapivé závěry.

„Tento disk nepozorujeme proti tmavému pozadí oblohy, ale vidíme v podstatě jeho siluetu na pozadí zářící mlhoviny. Tato difúzní záře je příliš rozptýlená, než aby bylo možné ji detekovat pomocí radioteleskopu, ale protoplanetární disk toto záření absorbuje.

Výsledný negativní signál tak znamená, že části tohoto disku jsou chladnější než mlhovina v pozadí.

Výsledek je podobný, jako kdyby Země ležela ve stínu tohoto útvaru!“ nastiňuje hlavní autor studie francouzský astronom Stephane Guilloteau, co se vlastně stalo.

Vědci zkombinovali měření vlastností disku provedená pomocí ALMA s daty o záření mlhoviny v pozadí získanými pomocí 30metrového radioteleskopu IRAM ve Španělsku.

Na základě toho odvodili, že teplota prachových zrn ve vzdálenosti asi 15 miliard kilometrů od hvězdy se pohybuje kolem zmíněných -266°C, tedy pouhých sedm stupňů nad absolutní nulou.

U tohoto typu objektů se jedná o první přímé měření teploty velkých prachových zrn, jejichž průměr dosahuje asi jednoho milimetru.

Naměřená teplota je o 15 až 20 stupňů nižší, než hodnoty, které předpovídá většina současných modelů. Aby bylo možné tento nesoulad odstranit, musejí mít velké prachové částice jiné vlastnosti, než věda v současnosti předpokládá.

Jinak by totiž při tak nízké teplotě neuměly fungovat. Aby zhodnotili dopad objevu na strukturu disku, pokusili se vědci nalézt rozumné vlastnosti částic, které by dosažení takto nízkých teplot umožnily. „Existuje několik možností:

teplota by například mohla záviset na velikosti prachových zrn, přičemž větší prachové částice jsou chladnější než ty malé.

Ale je příliš brzy na to, abychom mohli udělat definitivní závěr,“ říká spoluautor studie Emmanuel di Folco, který působí na Laboratoire d’Astrophysique ve francouzském Bordeaux. Pokud se ukáže, že takto nízká teplota prachových částic se v protoplanetárních discích vyskytuje běžně, mohlo by to mít závažné důsledky pro chápání jejich vzniku a vývoje.

Nízká teplota například značně ovlivňuje děje, ke kterým dochází při srážkách těchto částic. A to má zásadní dopady na jejich úlohu při vzniku zárodečných těles pro formování planet.

Nízká teplota prachových částic může mít také zásadní dopad na menší prachové disky, o kterých víme, že existují.

Pokud se totiž skládají většinou z velkých chladnějších částic, než se v současnosti předpokládá, mohlo by to znamenat, že jsou poměrně hmotné, a mohly by v nich tedy vznikat obří planety relativně blízko svých mateřských hvězd.

Definitivní závěry si vyžádají další pozorování, nyní se ale zdá, že objev chladnějších prachových částice pomocí radioteleskopu ALMA by mohl mít zásadní význam pro naše chápání protoplanetárních disků.