Dráhy hvězd kolem černé díry v centru Galaxie. Kredit: Evropská jižní observatoř

Hvězdy ve středu Mléčné dráhy omládly

Rudí obři v okolí galaktické černé veledíry nezhynuli. Naopak, prošli zmlazovací kúrou.

„Rudí obři“ jsou pro astronomy zajímavý typ obrovitých, jasně svítících hvězd. I z kosmického hlediska jsou to staré hvězdy, které prošly dlouhým vývojem. V oblasti středu naší Galaxie se však nachází překvapivě málo těchto hvězdných gigantů, naproti tomu zde bylo odhaleno zvýšené zastoupení mladších hvězd. Studie navrhující proces, který tuto zvláštnost vysvětluje, právě vychází v časopise The Astrophysical Journal. Podíleli se na ní i vědci z Akademie věd ČR.
„Navrhli jsme zajímavý mechanismus, který elegantně vysvětluje početní nerovnováhy jako důsledek jednoho procesu. Tuto hypotézu jsme podpořili výpočty a propracovaným teoretickým modelem,“ vysvětluje Vladimír Karas, ředitel Astronomického ústavu AV ČR. Na studii pracoval spolu s vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR, Centra pro teoretickou fyziku Polské akademie věd ve Varšavě a Fyzikálního ústavu na univerzitě v německém Kolíně nad Rýnem.
Centrum Galaxie představuje unikátní laboratoř pro studium dynamických procesů a vzájemných působení mezi jadernou hvězdokupou a centrální veledírou. Černá veledíra s hmotností 4,1 milionu slunečních hmot se nachází ve vzdálenosti 8,1 parseku od Země ve směru do souhvězdí Střelce. Jaderná hvězdokupa, tedy skupina hvězd v centrální oblasti, obsahuje celé spektrum hvězdných typů, od hvězd pozdních typů po horké hvězdy. To znamená, že i v těchto složitých podmínkách muselo docházet k „hvězdotvorbě“, i když spíše jen příležitostně s největší intenzitou před asi 10 miliardami let.

Postrádá se stovka rudých obrů
Ve vzdálenosti do jednoho parseku od veledíry nalezneme až překvapivé množství mladých hmotných hvězd. Na druhou stranu je zde ve srovnání s běžnou populací hvězd v jiných hvězdokupách zjevný nedostatek jasných rudých obrů. Některé studie dokládají, že oproti běžné statistice jich tady kolem stovky chybí. Zdá se, že v okolí galaktického středu funguje mechanismus, který vede k nadměrnému úhynu rudých obrů a na druhou stranu k zvýšenému výskytu horkých modrých hvězd.
Autoři studie vycházejí z indicií, že aktivita galaktického jádra nebyla vždy tak nízká jako nyní. Rozsáhlé sloupy emise gama záření nad a pod rovinou Galaxie zvané také Fermiho bubliny svědčí o tom, že před několika miliony lety byla aktivita jádra Galaxie mnohem větší a jistě vedla ke vzniku mohutných polárních výtrysků tvořených velmi horkou a hustou látkou proudící velkou rychlostí.

Co vane od černé veledíry
„Pokud by polárním výtryskem procházela hvězda, musela by nutně působením náporového tlaku výtrysku přijít o část své obálky. Je logické, že ztrátou hmoty budou postiženy obzvláště hvězdy v pozdních vývojových stadiích, zejména tedy rudí obři. Když pak astronomové určují stáří hvězd, může je tato omlazovaní kúra splést; hvězdy se jim zdají mladší, než ve skutečnosti jsou,“ říká Michal Zajaček z Polské akademie věd.
Jejich chladné rozepnuté řídké obálky nemohou vzdorovat prudkému větru vanoucího od černé veledíry a budou odneseny pryč. Proces funguje doslova jako „kožní peeling“: hvězda po ztrátě obálky zdánlivě omládne. Například hvězda typu rudý obr, která měla před vstupem do polárního výtrysku rozepnutý poloměr 120 poloměrů Slunce, by mohla přijít o atmosféru až do vzdálenosti 30 slunečních poloměrů od svého středu, její rozměr by se tedy zmenšil čtyřikrát.
„Přitom by její „povrchová“ teplota vzrostla na dvojnásobek a tím osmkrát poklesla její jasnost v infračervené oblasti spektra. Čím blíže bude hvězda obíhat u galaktického středu, tím bude proces efektivnější. V infračervených přehlídkách začnou „mizet“ chladní obři,“ dodává Anabella Araudo z Fyzikálního ústavu AV ČR.

Úbytek hmotnosti hvězd
Autoři také odhadovali, jak je asi pravděpodobné, že k této události dojde. Docházejí k překvapivému závěru, že průchod polárním výtryskem během jeho aktivní fáze není vůbec vyloučen. Naopak, pokud už hvězda do polárního výtrysku kvůli geometrii své oběžné dráhy vstoupí, bude se tento proces opakovat, a to i více než tisíckrát za sebou.
Hvězda tak může celkově v tomto procesu ztratit opravdu významné množství své hmotnosti. Výpočet umožňuje rekonstruovat i plošnou jasnost hvězd v jaderné hvězdokupě a odhadnout průběh hmotnostních spekter. Také tyto údaje jsou v souladu s pozorováním.
„Na kvalitu modelu poukazuje několik dalších predikcí, co bychom měli s budoucími přístroji pozorovat, pokud je tento model v procesu změny statistiky hvězd v okolí zdroje radiového záření Sagittarius A* významný,“ uzavírá Michal Zajaček.
Rudí obři tedy v okolí galaktické černé veledíry nezhynuli. Naopak, prošli zmlazovací kúrou, která z nich vytvořila zástupce zdánlivě mladších, horkých modrých hvězd.

The Astrophysical Journal, preprint arXiv:2009.14364, M. Zajaček, A. Araudo, V. Karas, B. Czerny & A. Eckart (2020), „Depletion of bright red giants in the Galactic center during its active phases“


Schématická ilustrace zachycuje červeného obra – velmi velkou a hmotnou hvězdu s rozsáhlou atmosférou – v okamžiku jejího průletu výtryskem hmoty proudící směrem od černé díry Sgr A*. V plynu se tvoří rázové vlny, hvězda ztrácí atmosféru, zvyšuje povrchovou teplotu a mění svou spektrální klasifikaci. Zdánlivě se pak jeví mladší (ilustrace z článku Zajaček et al. 2020).

tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR

Krátké elektrické pulzy by mohly sloužit k léčbě nádorů

Na principu ovlivňování dynamiky mikrotubulů fungují některé chemické způsoby léčby nádorových onemocnění. Výzkum na rozhraní …

3 komentáře

  1. Černá veledíra…ve vzdálenosti 8,1 parseku od Země.
    Nechcete to přehodnotit?

  2. To číslo je celkem správně, jen to má být 8.1 kiloparseků.

  3. pravdu mate, v tiskove zprave (ve vsech jejich verzich) chybka. dekuji za opravu, ma to byt 8,1 kilo, wiki uvadi 7900 +-.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close