Článek
Jak upozornil magazín BBC Sky at Night, nejnovější vědecké poznatky tento pohled boří. Nová studie týmu z University of Lancashire, zveřejněná v dubnu v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, naznačuje, že vesmír je možná plný světů typu „Tatooine“ a že dvě slunce jsou pro vznik planet statisticky dokonce o trochu lepší než jedno.
Konec mýtu o jediném slunci jako největším ideálu
Samotné dvojhvězdy nejsou ve vesmíru žádnou vzácností; ve skutečnosti jsou v naší galaxii hojné, dokonce o dost běžnější než osamělé hvězdy. Dlouho to však vypadalo, že složité gravitační síly v těchto systémech roztrhají či zdeformují tzv. protoplanetární disky (prvotní mračna prachu a plynu, ze kterých se rodí planety) dříve, než se v nich stihne cokoli „planetárního“ zformovat.
Předpokládalo se také, že pokud v takovém prostředí nějaká planeta vznikne, bude brzy vymrštěna do mezihvězdného prostoru.
Moderní simulace Matthewa Teasdalea a Dimitrise Stamatellose, vědců z University of Lancashire (UCLan), ale podle portálu Space.com ukazují opačný scénář. Dvojhvězdy jsou podle nich nečekaně produktivní „továrny na planety“. Dnes už známe přes 50 potvrzených planet obíhajících dvě hvězdy naráz, ale takových soustav bude nejspíš mnohem víc.
Chaos v okolí: „zakázaná zóna“ a „rajská zahrada“
Klíčem k pochopení vzniku planet u dvojhvězd je struktura jejich protoplanetárního disku. Jak připomněl server Phys.org, vědci v těchto systémech identifikovali dvě velmi odlišné oblasti:
- Vnitřní „zakázaná zóna“: V těsné blízkosti hvězdného páru – zhruba do vzdálenosti 50 AU, 1 AU (Astronomical Unit) = střední vzdálenost Země od Slunce, přibližně 150 milionů kilometrů – je prostředí skutečně tak destruktivní, jak se astronomové dříve obávali. Neustálé gravitační turbulence zde disk deformují nebo trhají na kusy, což brání prachu a plynu v shlukování do stabilních těles. V této zóně planety v podstatě nemají šanci na zrození.
- Vnější produktivní oblast: Jakmile se však posuneme dále, vliv kombinované gravitace dvou hvězd se paradoxně stává naopak motorem formace planet. Ve vzdálenostech nad 50 AU (nejčastěji kolem 100 AU) se disk stává pro vznik planet ideálním prostředím. Zde se plyn a prach mohou pod vlivem vlastní gravitace smršťovat, tvořit zhuštěniny v „plynoprachové polévce“, což celkem rychle vede ke vzniku nových světů.
Revoluce v mechanismu vzniku planet
U osamocených hvězd, jako je naše Slunce, vznikají planety většinou pomalým procesem zvaným postupná akrece jader. Je to způsob směřující „zdola nahoru“: malá prachová zrnka se lepí k sobě, tvoří postupně větší a větší balvany a nakonec planetární kamenná jádra, která na sebe nabalí plyn. U dvojhvězd však vládne jiný, mnohem rychlejší mechanismus: tzv. gravitační fragmentace disku.
Zde jde naopak o proces směřující „shora dolů“. Pokud je plynný disk dostatečně hmotný a dokáže se navíc rychle ochladit, začne být ve své celistvé podobě nestabilní a rozpadne se na několik menších hustých kusů. Tento proces je velmi rychlý – zatímco akrece trvá miliony let, fragmentace může vytvořit obří planetu během několika tisíc let.
A právě v tomto procesu dvojhvězdy excelují. Podle simulací jsou disky kolem dvojhvězd v této fragmentaci mnohem efektivnější než disky u hvězd osamocených. Modely ukazují, že u dvojhvězd stačí k rozpadu disku na planety jeho o 45 procent menší hmotnost než u osamocených hvězd typu Slunce.
Důvodem je, že tyto disky jsou chladnější, což snižuje jejich tendenci k expanzi, která působí proti gravitačnímu shlukování. To usnadňuje jejich „rozlámání“ na menší protoplanetární kousky, které se pak snadno shlukují a kolabují do podoby velkých plynných planet.
Rodí se zde skuteční obři
Jaké světy v těchto systémech vznikají? Hlavním produktem dvojhvězdných systémů jsou masivní plynní obři, často mnohem větší než Jupiter.
Tyto obří planety obvykle obíhají velmi daleko od své dvojhvězdy, daleko za hranicí, kde bychom u nás mohli najít Pluto. Přesto se zdá, že dvojhvězdy dokážou vyprodukovat v průměru více takových protoplanet (kolem devíti na disk) než hvězdy osamocené (kolem 7,5 na disk).
Tato hojnost má však i svou stinnou stránku. Protože nově vzniklé planety tvoří s dvojhvězdou komplexní systém mnoha hmotných těles, jejich dráhy jsou často nestabilní. Jejich časté a intenzivní gravitační interakce vedou k tomu, že velká část těchto světů je nakonec ze systému vymrštěna, poznamenal web Universe Today.
Vznik toulavých světů i těch stabilních
Výsledkem je, že binární systémy vyvrhují mnohem vyšší procento svých planet do mezihvězdného prostoru než systémy s jednou hvězdou. Z nově zrozených světů se tak někdy stávají toulavé planety. Vědci se proto domnívají, že značná část všech toulavých planet v Mléčné dráze může pocházet právě odtud.