Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT a další pozemní i kosmické přístroje objevili nový exotický typ dvojhvězdy. Systém AR Scorpii tvoří bílý a červený trpaslík. Bílý trpaslík s vysokou frekvencí otáčení urychluje elektrony ve svém okolí téměř na rychlost světla. Tyto vysoce energetické částice následně generují záblesky elektromagnetického záření, které dopadá na sousední hvězdu. Celý proces způsobuje výrazná zjasnění systému v oborech od ultrafialového po rádiové záření, která se opakují s periodou 1,97 minuty. Výzkum byl prezentován 28. července 2016 ve vědeckém časopise Nature.
V květnu 2015 narazila skupina amatérských astronomů z Německa, Belgie a Spojeného království na hvězdný systém, který se choval zcela odlišně, než jakýkoliv jiný, se kterým se dosud setkali. Následná pozorování pod vedením astronomů z University of Warwick provedená pomocí řady dalekohledů na Zemi i ve vesmíru [1] ukázala na skutečnou povahu tohoto dříve chybně zařazeného objektu.
Systém AR Scorpii (AR Sco) se na obloze nachází v souhvězdí Štíra (Scorpius) a leží 380 světelných let od Slunce. Skládá se z rychle rotujícího bílého trpaslíka (white dwarf) [2] – hvězdy o velikosti Země, která obsahuje 200 tisíckrát více hmoty – a chladného červeného trpaslíka o hmotnosti třetiny Slunce [3]. Složky systému kolem sebe obíhají jednou za 3,6 hodiny v kosmickém tanci přesném jako hodinky.
Díky tomuto neobvyklému kosmickému tanci vykazuje tento dvojhvězdný systém (binary star system) řadu podivných vlastností. Bílý trpaslík s vysokou frekvencí otáčení a se silným magnetickým polem urychluje elektrony téměř na rychlost světla. Tyto vysoce-energetické částice při svém pohybu kosmickým prostorem emitují elektromagnetické záření ve formě paprsku připomínajícího světlo majáku opakovaně blikajícího na povrch červeného trpaslíka. Způsobují tak periodická výrazná zjasnění celého systému každé 1,97 minuty. Zjasnění jsou patrná také na rádiových frekvencích, což u systému s bílým trpaslíkem nebylo dosud nikdy pozorováno.
Vedoucí vědeckého týmu Tom Marsh (University of Warwick’s Astrophysics Group) vysvětluje: „Systém AR Scorpii byl objeven asi před čtyřiceti lety, ale jeho pravá povaha nebyla odhalena, dokud jsme v roce 2015 nezahájili naše pozorování. Během několika minut jsme si uvědomili, že jsme narazili na něco mimořádného.“
Pozorované vlastnosti systému AR Sco jsou unikátní a také do jisté míry záhadné. Elektromagnetické vyzařování v širokém rozsahu vlnových délek je známkou, že je generováno elektrony v magnetickém poli. Magnetické pole může být vysvětleno rychle rotujícím bílým trpaslíkem v systému, ale původ elektronů samotných je skutečnou záhadou – není totiž jasné, zda jsou spojeny s bílým trpaslíkem, nebo s chladnější druhou složkou v systému.
Hvězda AR Scorpii byla poprvé pozorována na počátku 70. let 20. století. Díky pravidelným změnám jasnosti s periodou 3,6 hodiny byla chybně klasifikována jako osamocená proměnná hvězda (variable star) [4]. Pravý původ změn jasnosti AR Scorpii pomohlo odhalit až zcela nedávno společné úsilí amatérských a profesionálních astronomů. Podobné pulzace sice byly již v minulosti pozorovány, ale pouze u neutronových hvězd – jedněch z nejhustějších hvězdných objektů ve vesmíru – nikoliv v případě bílých trpaslíků.
Spoluautor práce Boris Gänsicke (University of Warwick) dodává: „Pulsující neutronové hvězdy známe téměř padesát let a některé teorie předpovídají, že bílí trpaslíci by se mohli chovat podobně. Je vzrušující, že se nám takový systém podařilo objevit. A navíc je to úžasná ukázka spolupráce amatérských a profesionálních astronomů.“
Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí
Poznámky
[1] Pozorování v rámci tohoto výzkumu byla provedena pomocí následujících dalekohledů: ESO/VLT (Very Large Telescope, Cerro Paranal, Chile); William Herschel Telescope a Isaac Newton Telescope (Isaac Newton Group, La Palma, Kanárské ostrovy, Španělsko); Australia Telescope Compact Array (Paul Wild Observatory, Narrabri, Australia); kosmický dalekohled HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope); a satelit Swift (NASA’s Swift satellite). [2] Bílí trpaslíci jsou závěrečnou fází vývoje hvězd o hmotnosti až do osminásobku Slunce. Jakmile vyhasne termojaderná fúze vodíku v jádře hvězdy, projeví se to navenek dramatickou expanzí do podoby rudého obra (red giant). Tato fáze je následována opětovným smrštěním a odvržením vnějších obálek plynu a prachu. Po této fázi vývoje zůstává z hvězdy bílý trpaslík – objekt o velikosti Země, ovšem 200 tisíckrát hustější. Čajová lžička hmoty bílého trpaslíka by na Zemi vážila asi tolik, jako slon. [3] Tento červený trpaslík je hvězda spektrální třídy M. Třída M (podle harvardské klasifikace, která používá jedno písmeno pro zařazení hvězd podle spektrálních vlastností) je nejpočetnější skupinou hvězd. Pro jednotlivé spektrální třídy jsou použita písmena OBAFGKM a pro jejich zapamatování slouží slavná mnemotechnická pomůcka v podobě anglické věty: Oh Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me. [4] Proměnná hvězda mění při pohledu ze Země svoji jasnost. Variace jasnosti mohou být důsledkem skutečných změn vlastností hvězdy – například periodického nafukování a smršťování. Příčiny však mohou být i geometrické, například následkem opakovaných zákrytů složek dvojhvězdy. V případě AR Scorpii se dlouho myslelo, že se jedná o osamocenou fyzicky proměnnou hvězdu. Vzájemný oběh dvojice hvězd však vede ke stejně pravidelným změnám pozorované jasnosti.
