Snímky ze stometrového teleskopu

ESO 006/09 tisková zpráva

Tým francouzských astronomů pořídil dosud nejostřejší a nejdetailnější záběry vzdálených hvězd. Snímky byly získány pomocí interferometru ESO/VLTI, který poskytuje rozlišení odpovídající teleskopu s objektivem o průměru 100 m! Jedním z takto pozorovaných objektů se stala nenápadná hvězda T Leporis, u níž se vědcům podařilo odhalit sférickou molekulární obálku. Úhlová velikost  hvězdy na obloze je srovnatelná s pozorováním objektu o velikosti dvoupatrového domu na povrchu Měsíce [1].

„Jedná se o jeden z prvních snímků získaných pomocí interferometrie v blízké infračervené oblasti,“ říká vedoucí týmu Jean-Baptiste Le Bouquin. Interferometrické pozorování kombinuje světlo z několika teleskopů. Výsledkem je obraz, svým rozlišením odpovídající pohledu obřího dalekohledu s objektivem o průměru rovném největší vzdálenosti mezi použitými teleskopy. Metoda však vyžaduje, aby jednotlivé komponenty interferometru VLTI byly na vzdálenost kolem 100 m rozmístěny s přesností lepší než jeden mikrometr a toto precizní nastavení si musí udržet během celého pozorování! Impozantní technicky úkol.   

Při interferometrickém pozorování se astronomové většinou musí spokojit s takzvanými interferenčními obrazci – charakteristickým vzorem tmavých a světlých čar, které vznikají při kombinací dvojice světelných svazků – a teprve na základě jejich vzhledu je možné modelovat fyzikální vlastnosti pozorovaných objektů. Při opakovaném pozorování s různými kombinacemi teleskopů a jejich vzdáleností je možné jednotlivé obrazce zkombinovat a rekonstruovat tak snímek  pozorovaného objektu. A to se právě podařilo interferometru ESO/VLTI, s použitím AT dalekohledů o průměru 1,8 m (AT – Auxiliary Telescopes).

„Podařilo se nám rekonstruovat úchvatný snímek a odhalit tak strukturu připomínající cibulovou slupku v atmosféře této obří hvězdy v závěrečném stádiu jejího života,“ říká člen týmu Antoine Mérand. „Numerické modely a nepřímá data nám již dříve umožnila představit si, jak objekt vypadá, je ale ohromující jej vidět na vlastní oči a barevně“. Přestože na obrázku zabírá plochu jen 15x15 pixelů, jedná se o extrémně blízký pohled na objekt, který je ve skutečnosti 100 krát větší než naše Slunce. Průměr hvězdy je srovnatelný se vzdáleností Země – Slunce. Stálice je navíc obklopena sférickým oblakem molekulárního plynu, který je ještě třikrát větší.

T Leporis naleznete v souhvězdí Zajíce (Lepus – Lep) a nachází se ve vzdálenosti 500 světelných let od nás. Patří do rodiny hvězd typu Mira, které jsou dobře známé i amatérským astronomům. Jedná se o obří proměnné hvězdy, které již téměř vyčerpali zásoby „paliva“ ve svém nitru a z horních vrstev atmosféry ztrácejí množství hmoty. Pomalu se přibližují samému závěru svého hvězdného života, kdy se stanou bílými trpaslíky. Také naše Slunce se jednou – za několik miliard let – stane hvězdou typu Mira. Pohltí přitom Zemi a zbaví se vnějších plynných obálek, podobně jako T Leporis.

Stálice typu Mira patří k největším producentům molekul a prachových částic ve vesmíru a T Leporis není výjimkou. Hvězda pulsuje s periodou 380 dní a každý rok ztratí materiál o hmotnosti  srovnatelné se Zemí. Přímé pozorování vrstev atmosféry okolo hvězdy je pro astronomy lákavé, neboť právě zde vzniká prach či molekuly. Jedná se však o náročný úkol, neboť hvězdy jsou od nás velmi vzdálené. I přes své obrovské rozměry se T Leporis na obloze jeví jako bod o velikosti menší než  milointina slunečního kotouče.  

„T Leporis je při pohledu ze Země tak malá, že jedině interferometrická zařízení, např. VLTI na Paranalu, ji mohou zobrazit. VLTI může rozlišit hvězdy se zdánlivým průměrem 15 krát menším, než dokáže HST“, říká Le Bouquin.

K vytvoření interferometrického obrázku hvězdy, je nutné stálici pozorovat několik po sobě jdoucích nocí, a to za použití všech čtyř 1,8 metrových pomocných teleskopů (AT). Aby vznikl virtuální stometrový teleskop, je potřeba trojici „ATéček“ rozmístit pokaždé jinak, nejlépe v různých vzdálenostech a odlišných konfiguracích. Tím vznikne řada různých interferometrických vzorů, které jsou použity pro následnou rekonstrukci obrazu hvězdy.      

„Získání snímků, jako je tento, bylo jednou z hlavních motivací pro stavbu VLTI. Vstoupili jsme do nového věku astronomie – do věku zobrazování jednotlivých hvězd,“ říká  Mérand.

Dokonalou ukázkou pravdivosti předchozího tvrzení je další snímek pořízený pomocí VLTI. Zachycuje dvojhvězdu Theta1 Orionis C, v hvězdokupě Trapez uprostřed mlhoviny M 42. Jedná se o vůbec první záběr zrekonstruovaný na základě dat pořízených pomocí VLTI. Na obrázku lze jasně rozeznat dvojic mladých hmotných hvězd. Rozlišení dosahuje 2 úhlové milivteřiny. Na základě tohoto i dalších pozorování byli němečtí astronomové pod vedením Stefan Krause a Gerd Weigelta (Max-Planck Institute, Bonn) schopni odvodit parametry dráhy tohoto binárního systému, včetně celkové hmotnosti (která činí 47 hmotností Slunce) a vzdálenosti soustavy (1350 světelných let).

Zdroj

ESO PR Video 06a/09 - Zoom-in onto T Leporis

Poznámky

[1] VLTI nemůže pozorovat Měsíc, který je úhlově příliš velký. Při jeho pozorování by nedošlo k vytvoření interfernečních obrazců potřebných pro tuto metodu.
 
Tyto výsledky budou publikovány v časopise Astronomy & Astrophysics (Letter to the Editor) pod názvem J.-B. Le Bouquin et al., Pre-maximum spectro-imaging of the Mira star T Lep with AMBER/VLTI.

Složení týmu:

Jean-Baptiste Le Bouquin a Antoine Mérand (ESO), Sylvestre Lacour a Stéphanie Renard (LAOG, CNRS, Grenoble, Francie), a Eric Thiébaut (AIRI, Observatoire de Lyon, Francie).

Výsledky pozorování Theta1 Orionis C jsou prezentovány v článku S. Kraus et al., Tracing the young massive high-eccentricity binary system Theta1 Orionis C through periastron passage,  Astronomy & Astrophysics.

Kontakty:

Jean-Baptiste Le Bouquin, Antoine Mérand; ESO, Chile; Phone: +56 2 463 3087, +56 2 463 3253; E-mail: jlebouqu@eso.org, amerand@eso.org

Stefan Kraus; Max-Planck-Institute for Radioastronomy; Bonn, Germany; Phone: +49 228 525 395; E-mail: skraus@mpifr-bonn.mpg.de

ESO La Silla - Paranal - ELT Press Officer: Dr. Henri Boffin - +49 89 3200 6222 - hboffin@eso.org
ESO Press Officer in Chile: Valentina Rodriguez - +56 2 463 3123 - vrodrigu@eso.or

Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Jiří Srba