Když se mluví o fascinujících světech naší soustavy, většina lidí si představí planety – Mars, Jupiter nebo Saturn. Přitom ty opravdu zajímavé příběhy se často odehrávají na jejich měsících. Titan má oceány kapalných uhlovodíků, Io je poset aktivními sopkami a pod ledovou slupkou Europy se ukrývá globální oceán. Vznik měsíců je proto jednou z velkých otázek astronomie. A zatímco o jejich původu u planet Sluneční soustavy víme poměrně dost, hledání stop po „měsíčních kolébkách“ u vzdálených exoplanet je teprve na začátku.

Nový objev přichází z teleskopu JWST (James Webb Space Telescope), který se zaměřil na soustavu CT Cha vzdálenou zhruba 625 světelných let od Země. Kolem hvězdy, jen o málo menší než naše Slunce, obíhá gigantická planeta označovaná jako CT Cha b. Její hmotnost je více než patnáctinásobkem Jupitera, což z ní činí tzv. super-Jupitera – objekt na hranici mezi planetou a hnědým trpaslíkem.

Disk připomínající Saturnovy prstence

Astronomové Gabriele Cugno a Sierra Grant využili schopnosti JWST sledovat infračervené spektrum a zaměřili se na oblast kolem CT Cha b. A právě tam objevili disk plný prachu a plynu, který má podobnou funkci jako prstence Saturnu – s tím rozdílem, že materiálu je v něm mnohem více. Takové disky mohou v průběhu milionů let vytvořit celé soustavy měsíců.

Zdroj: Shutterstock

Spektrální analýza ukázala, že v disku je bohaté zastoupení uhlíkatých sloučenin. Objevily se zde molekuly jako etan, acetylen či oxid uhličitý. To je překvapivé, protože samotný protoplanetární disk blíže hvězdě obsahuje spíše vodu než uhlík.

Uhlík místo vody

Rozložení chemických látek ve vesmíru není rovnoměrné. Každá sloučenina má svou „sněhovou čáru“ – vzdálenost od hvězdy, kde se začíná usazovat v pevném skupenství. CT Cha b se nachází v oblasti, kde by podle teorií nemělo být dost materiálu na vznik tak obří planety. Jedna z možností je, že se zformovala díky nestabilitě v mateřském disku hvězdy – podobně, jako se někdy rodí dvojhvězdy.

To by zároveň vysvětlovalo, proč kolem planety vznikl tak výrazný uhlíkový disk. Výzkum naznačuje, že zatímco hvězdy velikosti Slunce mají tendenci vytvářet spíše vodou bohaté disky, menší hvězdy nebo právě hnědí trpaslíci preferují uhlíkové sloučeniny. Objev CT Cha b tuto teorii posiluje.

Co to znamená pro vznik měsíců?

Disky bohaté na uhlík mohou dát vzniknout měsícům s úplně jiným chemickým složením, než známe v naší soustavě. Pokud by se z materiálu kolem CT Cha b vytvořily velké satelity, je možné, že by šlo o světy připomínající Titan – s hustou atmosférou plnou uhlovodíků, moři kapalného metanu a exotickým klimatem.

To by znamenalo, že ve vesmíru může existovat široká paleta měsíců, nejen ty ledové nebo kamenité, na které jsme zvyklí u Jupitera či Saturnu. Pokud se potvrdí, že podobné uhlíkaté disky jsou běžné, galaxie může být doslova plná „exoTitanů“.

Význam pro astronomii

Doposud byly všechny důkazy o existenci měsíců u exoplanet jen nepřímé a spíše sporné. Objev uhlíkového disku kolem CT Cha b je ale první skutečně přesvědčivou ukázkou toho, že proces tvorby měsíců funguje i mimo Sluneční soustavu.

Astronomové tak dostávají do ruky unikátní možnost sledovat „živě“ fáze, které u naší soustavy proběhly před miliardami let. Díky JWST je možné analyzovat nejen strukturu disků, ale i jejich chemické složení, což dříve nebylo možné.

Další výzkumy by mohly odhalit, zda se v disku kolem CT Cha b skutečně začínají tvořit zárodky měsíců – tzv. měsíční embrya. K tomu budou zapotřebí dlouhodobá pozorování a porovnání s jinými podobnými soustavami. Každý nový objev posouvá naše chápání toho, jak složité a rozmanité jsou procesy vzniku planet a jejich přirozených družic.