Proč Betelgeuse ztrácí na hmotnosti

ESO 027/09 tisková zpráva

Odhalení skutečné podoby veleobří hvězdy

Dva nezávislé týmy astronomů pořídili za pomoci nejmodernějšího přístrojového vybavení VLT dosud nejpodrobnější snímky Betelgeuse. Odhalily okolo hvězdy závoj plynu, jenž je svou velikostí srovnatelný s rozlohou naší Sluneční soustavy. Na samotné Betelgeuse snímky prozradily gigantickou bublinu vyvěrající z jejího povrchu. Zmíněné objevy poskytly důležitý důkaz pro vysvětlení rychlého úbytku hmotnosti mamutí hvězdy.

Betelgeuse je druhou nejjasnější hvězdou v souhvězdí Orionu. Řadí se mezi rudé veleobry a je zároveň jednou z největších známých hvězd. Její průměr je téměř tisíckrát větší než průměr Slunce a září jako sto tisíc Sluncí. Monstrózní velikost i hmotnost ji předurčuje krátký život, tj. pouze několik miliónů let. Nyní se nachází na jeho konci a v brzké době svůj život ukončí výbuchem supernovy. Až se tak stane, bude snadno viditelná také na denní obloze.

Studium červených veleobrů stále nabízí několik nerozřešených záhad. Jednou z nich je otázka, jak mohou tyto hvězdy ztrácet tak velké množství hmoty během tak krátké doby? Během 10000 let ztratí materiál o hmotnosti jednoho Slunce.

Dva týmy astronomů využily schopností dalekohledu VLT a jeho špičkového vybavení a pokusily se tuto záhadu objasnit. Výsledek jejich společné práce možná přinesl odpověď na dlouholetou hádanku. První skupina využila adaptivní optiky NACO v kombinaci s technikou nazvanou „zobrazení výběrem“ (angl. orig.: lucky imaging). Získala tak doposud nejostřejší snímek Betelgeuse, i když musela překonat nepříjemné rozostření způsobené turbulencemi atmosféry. Zobrazení výběrem spočívá v pořízení mnoha krátkých expozic a výběru těch nerozostřených. Jejich složením získáme snímek vyšší kvality, než při pořízení jedné dlouhé expozice. S využitím technologie NACO je rozlišení výsledného snímku na samotné hranici teoretických schopností dalekohledu o průměru 8 metrů, tj. 37 tisícin úhlové vteřiny. Jde o úhel, pod kterým bychom z povrchu Země pozorovali tenisový míček na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS).

„Díky těmto vynikajícím snímkům jsme objevili závoj plynu, který se od povrchu hvězdy rozpíná do okolního vesmírného prostoru,“ říká Pierre Kervella z pařížské observatoře a vedoucí týmu. Závoj se rozkládá do vzdálenosti šestinásobku průměru hvězdy, což odpovídá vzdálenosti mezi Sluncem a Neptunem. „Jedná se o jasný signál, že vnější obálka hvězdy nevyvrhuje materiál rovnoměrně do všech směrů,“ dodává Karvella. Asymetrii mohou způsobovat dva mechanismy. Jeden je založen na předpokladu, že ke ztrátě hmoty dochází nad póly hvězdy, pravděpodobně v důsledku rotace. Druhý mechanismus vysvětluje jev jako důsledek konvekce plynu pod povrchem hvězdy, podobně jako proudí vroucí voda v hrnci.

Pro nalezení správné odpovědi museli astronomové studovat obra podrobněji. Keiichi Ohnaka z Max Planckova institutu pro rádiovou astronomii v německém Bonnu využil se svými kolegy možností interferometrie a se zařízením AMBER na VLTI, které propojuje 1,8 metrové pomocné dalekohledy AT, získali dokonalý snímek. Svým rozlišením odpovídá snímku, který bychom pořídili dalekohledem o průměru 48 metrů. Dokázali tak rozlišit detaily čtyřikrát jemnější, než zachytili kolegové se zařízením NACO a byli by schopni na ISS rozpoznat skleněnku. „Naše pozorování na AMBERu je tím nejpodrobnějším, jaké se kdy Betelgeuse proběhlo. Navíc jsme odhalili, jak se plyn pohybuje po povrchu hvězdy. Poprvé jsou takovéto informace známy o jiné hvězdě, něž je naše Slunce,“ říká Ohnaka.

Pozorování přístrojem AMBER odhalila, že plyn v atmosféře veleobří hvězdy se rychle pohybuje nahoru a dolu. Bubliny jsou tak velké, jako samotná hvězda. Nová fakta vedla astronomy k zjištění, že konvektivní proudy plynu pod povrchem hvězdy jsou zodpovědné za výron hmoty do okolního vesmírného prostoru.

[1] Pokud by se Betelgeuse nacházela ve středu naší Sluneční soustavy, sahal by její povrch až k dráze Jupitera. Vnitřní kamenné planety by byly pohlceny.

Zdroj

Další informace:

Práce je publikována ve dvou článcích časopisu Astronomy and Astrophysics: Pierre Kervella a kol., The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO, a Keiichi Ohnaka a kol. Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER.

Složení týmů: P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour, a X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, Francie), T. Verhoelst (K. U. Leuven, Belgie), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, USA) a J. Cami (University of Western Ontario, Kanada) a of K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl, and G. Weigelt (Max-Planck-Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Itálie), A. Chelli (LAOG, Grenoble, Francie), R. Petrov a F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, Francie) a Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, Francie).

ESO (Evropská jižní observatoř) je mezinárodní evropskou organizací pro astronomii. Jejími členy (14) jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních dalekohledů, jenž zpřístupní astronomům významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli v astronomickém výzkumu a mezinárodní spolupráci. V současnosti provozuje světově jedinečné observatoře, jež se nacházejí na poušti Atacama Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu ESO provozuje nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle – Velmi velký dalekohled (VLT). Zároveň je ESO evropským zástupcem  největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Bude pracovat ve viditelném a infračerveném oboru a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy:

    * Články: Kervella, P. a kol. a Ohnaka, K. et al.
    * Stránky o VLT
    * Stránky o adaptivní optice
    * Stránky o interferometrii

Kontakty:

Pierre Kervella, Observatoire de Paris-Meudon, Francie
E-mail: Pierre.Kervella (at) obspm.fr, tel.: +33 1 45 07 79 66

Keiichi Ohnaka, Max-Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo
E-mail: kohnaka (at) mpifr-bonn.mpg.de, tel.: +49 228 525 353

Olivier Hainaut, ESO Science Liaison, Garching, Německo
E-mail: ohainaut (at) eso.org, tel.: +49 89 3200 6752

ESO Press Officer in Chile: Valeria Foncea - +56 2 463 3123 - vfoncea@eso.org

Překlad: Tomáš Mohler, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Tomáš Mohler