Žhavé hvězdy pokrývají obří magnetické skvrny

ESO 009/20 tisková zpráva

Díky přístrojům Evropské jižní observatoře (ESO) astronomové objevili obří skvrny na povrchu extrémně horkých hvězd ukrytých v nitrech hvězdokup. Kromě výskytu magnetických skvrn dochází u některých těchto hvězd také k supererupcím – explozivnímu uvolnění energie nastřádané v magnetickém poli, které je milionkrát intenzivnější než podobné sluneční erupce. Výsledky publikované v prestižním vědeckém časopise Nature Astronomy pomohou vědcům lépe pochopit chování těchto podivných hvězd a otevírají dveře k odhalení dalších záhad hvězdné astrofyziky.

Vědecký tým pod vedením Yazana Momany (INAF, Astronomical Observatory of Padua, Itálie) pátral po konkrétním typu hvězd, které jsou označovány jako hvězdy na extrémní horizontální větvi (extreme horizontal branch stars) Hertzsprungova-Russelova diagramu. Jsou to objekty o hmotnosti asi poloviny Slunce, které jsou ale čtyřikrát až pětkrát teplejší. „Tyto malé žhavé hvězdy jsou výjimečné, protože o nich víme, že během svého vývoje přeskočí jednu ze závěrečných fází života běžné hvězdy a předčasně zaniknou,“ říká Yazana Momany, který v minulosti pracoval také pro ESO jako astronom na Observatoři Paranal v Chile. „V naší Galaxii obecně jsou tyto podivné žhavé objekty vývojově spojovány s přítomností blízkého hvězdného souputníka.“   

Je však překvapivé, že většina hvězd na extrémní horizontální větvi, které astronomové pozorují v přehuštěných nitrech kulových hvězdokup, jak se zdá, žádného průvodce nemá. Dlouhodobý monitoring, který členové týmu prováděli pomocí teleskopů ESO, odhalil také další zvláštnost spojenou s těmito záhadnými objekty. Při sledování trojice vybraných kulových hvězdokup si vědci povšimli, že řada z nalezených hvězd extrémní horizontální větvě projevuje pravidelné změny jasnosti s periodou několika dní až týdnů.   

„Když jsme vyloučili všechny další možné scénáře, zůstala nám jediná možnost, jak pozorované variace jasnosti vysvětlit,“ doplňuje Simone Zaggia (INAF Astronomical Observatory of Padua, Itálie), spoluautor studie a bývalý pracovník ESO. A dodává: „Tyto hvězdy musí být pokryty skvrnami!“

Skvrny na hvězdách extrémní horizontální větve se sice odlišují od tmavých slunečních skvrn v atmosféře Slunce, v obou případech jsou však za jejich vznik zodpovědná magnetická pole. Na rozdíl od Slunce, kde jsou skvrny oblastmi s nižší teplotou než okolí a projevují se tedy jako tmavé oblasti, jsou skvrny na horkých hvězdách extrémní horizontální větve jasnější a teplejší než okolní hmota. Jsou také značně větší než sluneční skvrny a mohou pokrývat až čtvrtinu celého povrchu hvězdy. Navíc mají dlouhou životnost, jedna skvrna může vydržet i desítky let, zatímco existence konkrétní skvrny na Slunci je většinou otázkou několika dní až týdnů. Díky rotaci se skvrny opakovaně objevují a zase mizí z polokoule přivrácené k Zemi, a to vede k pozorovatelným změnám jasnosti hvězdy.

Mimo tyto periodické variace způsobené skvrnami se členům týmu podařilo u některých hvězd extrémní horizontální větve pozorovat také supererupce – náhlé explozivní uvolnění energie, které je typickým projevem prozrazujícím přítomnost silného magnetického pole. „Jsou to jevy podobné erupcím, jaké pozorujeme na Slunci, uvolňují však až deset milionkrát víc energie,“ říká Henri Boffin, astronom pracující v ředitelství ESO v Německu. „Takové chování se rozhodně nečekalo a dále zdůrazňuje význam magnetických polí při popisu vlastností těchto hvězd.“     

Po šesti desetiletích výzkumu hvězd na extrémní horizontální větvi mají o nich astronomové nyní o něco lepší představu. Navíc by tento objev mohl pomoci vysvětlit původ silných magnetických polí řady bílých trpaslíků – objektů, které představují závěrečnou vývojovou fázi Slunci podobných hvězd a mají mnoho společného s hvězdami extrémní horizontální větve. „Celkový pohled ukazuje, že variace jasnosti u všech horkých hvězd – od Slunci podobných až po staré hvězdy extrémní horizontální větve nebo dávno mrtvé bílé trpaslíky – mohou mít spojitost. Proto je můžeme společně chápat jako objekty s magnetickými skvrnami v povrchové vrstvě,“ dodává David Jones (Instituto de Astrofísica de Canarias, Španělsko), člen vědeckého týmu a bývalý pracovník ESO.

Uvedené výsledky astronomové získali pomocí několika přístrojů na dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) včetně VIMOS, FLAMES či FORS2 a kamery OmegaCAM dalekohledu VST (VLT Survey Telescope) pracujících na Observatoři Paranal. Do výzkumu zapojili také kameru ULTRACAM a dalekohled NTT (New Technology Telescope) na Observatoři La Silla. Průlomovým krokem při realizaci tohoto výzkumného záměru bylo pozorování provedené v oboru blízkého ultrafialového záření, které vědcům umožnilo odhalit teplejší hvězdy extrémní horizontální větve mezi ostatními chladnějšími stálicemi v kulových hvězdokupách.  

Zdroj

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku „A plague of magnetic spots among the hot stars of globular clusters”, který byl publikován ve vědeckém časopise Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-1113-4).

Složení týmu: Y. Momany (INAF Astronomical Observatory of Padua, Itálie [INAF Padua]), S. Zaggia (INAF Padua), M. Montalto (Department of Physics and Astronomy, University of Padua, Itálie [U. Padua]), D. Jones (Instituto de Astrofísica de Canarias a Department of Astrophysics, University of La Laguna, Tenerife, Španělsko), H. M. J. Boffin (European Southern Observatory, Garching, Německo, S. Cassisi (INAF Astronomical Observatory of Abruzzo a INFN Pisa, Itálie), C. Moni Bidin (Instituto de Astronomia, Universidad Catolica del Norte, Antofagasta, Chile), M. Gullieuszik (INAF Padua), I. Saviane (European Southern Observatory, Santiago, Chile), L. Monaco (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andreas Bello, Santiago, Chile), E. Mason (INAF Astronomical Observatory of Trieste, Itálie), L. Girardi (INAF Padua), V. D’Orazi (INAF Padua), G. Piotto (U. Padua), A. P. Milone (U. Padua), H. Lala (U. Padua), P. B. Stetson (Herzberg Astronomy and Astrophysics, National Research Council, Victoria, Kanada) a Y. Beletsky (Las Campanas Observatory, Carnegie Institution of Washington, La Serena, Chile).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států: Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. 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 VLT (Velmi velký dalekohled) a dva přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem světa, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem zařízení APEX a revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek
• snímky dalekohledu VLT
• snímky přehlídkových dalekohledů ESO (včetně VST)
• snímky Observatoře La Silla
• pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Soňa Ehlerová; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

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

Yazan Al Momany; INAF - Osservatorio Astronomico di Padova; Padua, Italy; Tel.: +39 333 6297662; Email: yazan.almomany@inaf.it

Henri Boffin; European Southern Observatory; Garching bei München, Germany; Email: hboffin@eso.org

David Jones; Instituto de Astrofísia de Canarias (IAC); Tenerife, Spain; Tel.: +34 63 8982356; Email: djones@iac.es

Simone Zaggia; INAF - Osservatorio Astronomico di Padova; Padua, Italy; Tel.: +39 (0)49 8293533; Email: simone.zaggia@inaf.it

Bárbara Ferreira; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: pio@eso.org