Kolize hvězd může vysvětlit tajemnou explozi ze 17. století

ESO 011/15 tisková zpráva

Pozorování provedená pomocí teleskopu APEX pomohla odhalit tajemství novy z roku 1670

Pozorování provedená pomocí teleskopu APEX a dalšími dalekohledy ukázala, že nová hvězda, která se evropským astronomům zjevila na obloze v roce 1670, nebyla klasickou novou, ale spíše mnohem méně častým projevem hvězdné kolize. Objekt byl během prvního zjasnění natolik nápadný, že jej bylo možné pohodlně pozorovat pouhým okem. Stopy, které po sobě exploze zanechala, jsou však natolik slabé, že teprve pečlivá analýza pomocí dalekohledů pro submilimetrovou oblast elektromagnetického záření umožnila vyřešit tuto 340 let trvající záhadu. Výsledky byly publikovány 23. března 2015 v internetové verzi vědeckého časopisu Nature.

Řada velkých astronomů 17. století včetně Hevelia (otce měsíční kartografie, Hevelius) a Cassiniho (objevitele dělení Saturnova prstence a řady jeho měsíců, Cassini) zdokumentovala náhlé objevení nové hvězdy v roce 1670. Hevelius ji latinsky popsal jako ‚nova sub capite Cygni‘ (tedy novu pod hlavou Labutě) a astronomové ji dnes znají pod označením Nova Vulpeculae 1670 [1]. Historické záznamy o novách jsou vzácné a proto zajímají i dnešní astronomy. Nova Vul 1670 je pravděpodobně nejstarší zaznamenanou novou a také nejslabší novou při pozdějším znovuobjevení.  

Hlavní autor studie Tomasz Kamiński (ESO a the Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo) vysvětluje: „Mnohá desetiletí se astronomové domnívali, že se jednalo o novu, ale čím víc objekt zkoumali, tím míň úkaz připomínal běžnou novu a nepodobal se ani jiným typům explodujících hvězd.“

V době, kdy se objevila na obloze, bylo možné novu Vul 1670 pozorovat snadno pouhým okem. Její jasnost se nepravidelně měnila po následující dva roky. Poté se hvězda dvakrát ztratila a znovu objevila, až zmizela nadobro. Přestože se na svou dobu jednalo o poměrně dobře zdokumentovaný úkaz, chyběla tehdejším astronomům potřebná technika k tomu, aby se jim záhadu novy s podivným chováním podařilo vyřešit. 

V průběhu 20. století astronomové zjistili, že většinu nov je možné vysvětlit explozivním chováním těsné dvojhvězdy. Nova Vul 1670 však tomuto modelu vůbec neodpovídala a zůstala záhadnou. 

I přes rostoucí výkon dalekohledů se astronomové dlouhou dobu domnívali, že po události nezůstaly žádné stopy. Teprve v 80. letech 20. století se týmu astronomů podařilo detekovat slabou mlhovinu, která obklopovala místo předpokládané exploze hvězdy. Přestože tato pozorování poskytla kýžené spojení se záznamy z roku 1670, nepodařilo se přinést žádné nové informace o skutečné povaze jevu, který svědci zaznamenali na obloze před třemi sty lety.

Tomasz Kamiński pokračuje ve vyprávění: „Nyní jsme oblast zkoumali v submilimetrovém oboru a na rádiových vlnách. Objevili jsme, že pozůstatky obklopuje na molekuly bohatý chladný plyn s velmi neobvyklým chemickým složením.“

Ke zjištění chemického složení a změření poměrného zastoupení různých izotopů v plynu astronomové použili přístroj APEX společně s teleskopem SMA (Submillimeter Array) a radioteleskopem v Effelsbergu (Effelsberg radio telescope). Vznikl tak mimořádně detailní záznam složení hmoty v oblasti, což umožnilo zhodnotit, odkud by tento materiál mohl pocházet.

Astronomům se podařilo zjistit, že chladného materiálu je příliš mnoho na to, aby mohl být uvolněn při explozi novy. Zjištěné izotopické složení hmoty v okolí Novy Vul 1670 se navíc významně liší od očekávaného. Ale pokud se tedy nejednalo o novu, o co tedy šlo? 

Odpovědí by mohla být kolize dvou hvězd, úkaz jasnější než běžná nova, ale slabší než supernova, která vytvořil jev známý jako 'red transient'. Jedná se o velmi řídce se vyskytující situaci, při které dochází k explozi hvězdy v důsledku spojení s jinou hvězdou. Hmota z hvězdných niter je vyvržena do okolního prostoru a celá událost po sobě může zanechat pouze slabý zbytek zanořený v chladné okolní hmotě bohaté na molekuly a prach. Tento nově rozpoznaný typ eruptivních hvězd téměř přesně odpovídá profilu Novy Vul 1670. 

Spoluautor článku Karl Menten (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo) k tomu dodává: „Takový objev je nejzábavnější: něco naprosto neočekávaného!“

Zdroj

Poznámky

[1] Objekt se nachází na hranici moderních souhvězdí Lištičky (Vulpecula) a Labuťě (Cygnus). Často je označován jako Nova Vul 1670 nebo CK Vulpeculae, což je označení v katalogu proměnných hvězd.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku s názvem “Nuclear ashes and outflow in the oldest known eruptive star Nova Vul 1670” autorů T. Kamiński a kol., který byl publikován 23. března 2015 v internetové verzi vědeckého časopisu Nature.

Složení týmu: Tomasz Kamiński (ESO, Santiago, Chile; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo [MPIfR]), Karl M. Menten (MPIfR), Romuald Tylenda (N. Copernicus Astronomical Center, Toruń, Polsko), Marcin Hajduk (N. Copernicus Astronomical Center), Nimesh A. Patel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA) a Alexander Kraus (MPIfR).

APEX je společným projektem Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) a ESO. Činnost dalekohledu APEX na planině Chajnantor zajišťuje ESO.

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek v Nature
• snímky dalekohledu APEX

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Tomasz Kamiński; ESO / Max-Planck-Institut für Radioastronomie; Santiago / Bonn, Chile / Germany; Tel.: +56 02 2463 3277; Email: tkaminsk@eso.org

Karl Menten; Max-Planck-Institut für Radioastronomie; Bonn, Germany; Tel.: +49 228 525 297; Email: kmenten@mpifr-bonn.mpg.de

Romuald Tylenda; Nicolaus Copernicus Astronomical Centre; Toruń, Poland; Tel.: +48 56 6219319 ext. 11; Mobil: +48 600 286 131; Email: tylenda@ncac.torun.pl

Richard Hook; ESO, Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

autor: Jiří Srba