U explodující hvězdy bylo poprvé detekováno lithium

ESO 031/15 tisková zpráva

V hmotě, kterou do svého okolí vyvrhla hvězda při explozi novy, byl poprvé detekován chemický prvek lithium. Pozorování Novy Centauri 2013 v souhvězdí Kentaura pomocí dalekohledů ESO pracujících na observatoři La Silla pomohla vysvětlit záhadný fakt, proč řada mladých hvězd vypadá, jako by v sobě měla větší množství lithia, než se očekávalo. Tento objev představuje dlouho hledaný kousek skládanky popisující chemický vývoj naší Galaxie. Zároveň je to velký krok kupředu pro astronomy, kteří se snaží pochopit zastoupení různých chemických prvků ve hvězdách.

Lithium je jedním z několika lehkých chemických prvků, který se podle současných teorií tvořil již při velkém třesku – zrodu samotného vesmíru před 13,8 miliardami lety. Pochopení obsahu tohoto prvku ve hvězdách, které dnes vidíme kolem sebe, však astronomům dlouho přinášelo jen bolest hlavy. Starší hvězdy mají méně lithia, než se očekávalo [1] a některé mladší hvězdy naopak až desetkrát více [2].

Od roku 1970 astronomové spekulovali o tom, že většina lithia navíc, které pozorujeme v mladých hvězdách, by mohla pocházet z nov – což jsou hvězdné exploze, které vyvrhují hmotu do okolního mezihvězdného prostoru, kde se smíchá s látkou, ze které se rodí příští generace hvězd. Podrobné studium řady nov však až dosud nevedlo k uspokojivým výsledkům.

Luca Izzo (Sapienza University of Rome a ICRANet, Pescara, Itálie) a tým pod jeho vedením nyní použili přístroj FEROS na dalekohledu MPG/ESO s primárním zrcadlem o průměru 2,2 m, který pracuje na observatoři La Silla v Chile, a také spektrograf PUCHEROS na dalekohledu ESO o průměru 0,5 m, který pracuje na observatoři chilské katolické university (Pontificia Universidad Catolica de Chile) ve městě Santa Martina nedaleko hlavního města Santiago, ke studiu Novy Centauri 2013 (V1369 Centauri). Tato hvězda explodovala na jižní obloze nedaleko jasné stálice beta Centauri v prosinci 2013. Jednalo se o dosud nejjasnější novu v tomto století, která byla pohodlně pozorovatelná i pouhým okem [3]. 

Velmi podrobná nová data odhalila jasné známky přítomnosti lithia vyvrženého novou rychlostí až 2 miliony kilometrů za hodinu [4]. Jedná se o zatím první detekci tohoto prvku ve hmotě vyvržené novou. 

Spoluautor článku Massimo Della Valle (INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, a ICRANet, Pescara, Itálie) vysvětluje význam tohoto objevu: „Jedná se o velmi důležitý krok. Když si představíme historii chemického vývoje naší Galaxie jako velkou skládanku, tak produkce lithia novami byla jedním z nejdůležitějších chybějících kousků. A kromě toho, jakýkoliv model velkého třesku je možné zpochybnit, dokud není lithiová hádanka vyřešena.“   

Množství lithia vyvrženého Novou Centauri 2013 je odhadováno na méně než miliardtinu hmotnosti Slunce. To je sice velmi málo, ale jelikož v Galaxie za celou její historii explodovaly miliardy nov, je takové množství dostatečné k vysvětlení pozorovaného (nečekaně vysokého) obsahu lithia v Galaxii.

Luca Pasquini (ESO, Garching, Německo) a Massimo Della Vall, autoři článku, pátrali po důkazech přítomnosti lithia v novách více než 25 let a tento objev pro ně představuje velké zadostiučinění. A pro mladšího z vědců podílejících se na objevu je toto pozorování mimořádné ještě z jednoho důvodu: „Je to úžasný pocit, objevit něco, co bylo předpovězeno dříve, než jsem se narodil, a navíc při pozorování v den mých narozenin v roce 2013,“ říká Luca Izoo.

Zdroj

Poznámky

[1] Nedostatek lithia ve starších hvězdách představuje již dlouholetou záhadu. Výsledky vztahující se k tomuto tématu byly prezentovány v tiskových zprávách eso1428, eso1235 a eso1132.

[2] Termíny ‚mladší‘ a ‚starší‘ astronomové v tomto smyslu používají přesněji pro hvězdy Populace I a Populace II. Mezi hvězdy Populace I patří i Slunce, tyto hvězdy jsou bohaté na těžší chemické prvky a v našem případě tvoří disk Galaxie. Hvězdy populace II jsou starší s nižším obsahem těžkých prvků a nacházíme je v centrální výduti, halu a kulových hvězdokupách naší Galaxie. I ‚mladší‘ hvězdy Populace I mohou stále být i několik miliard let staré.

[3] Tyto poměrně malé dalekohledy jsou vybaveny spektrografy, které jsou účinným nástrojem pro takový výzkum. I v éře velkých astronomických dalekohledů jsou malé přístroje určené ke speciálním účelům velmi užitečné.

[4] Takto vysoká rychlost ve směru k nám znamená, že vlnová délka absorpčních čar lithia ve spektru je značně posunuta směrem k modré části spektra.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium” autorů L. Izzo a kol., který byl publikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters.

Složení týmu: Luca Izzo (Sapienza University of Rome, a ICRANet, Pescara, Itálie), Massimo Della Valle (INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples; ICRANet, Pescara, Itálie), Elena Mason (INAF–Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, Itálie), Francesca Matteucci (Universitá di Trieste, Trieste, Itálie), Donatella Romano (INAF–Osservatorio Astronomico di Bologna, Bologna, Itálie), Luca Pasquini (ESO, Garching bei Munchen, Německo), Leonardo Vanzi (Department of Electrical Engineering and Center of Astro Engineering, PUC-Chile, Santiago, Chile), Andres Jordan (Institute of Astrophysics and Center of Astro Engineering, PUC-Chile, Santiago, Chile), José Miguel Fernandez (Institute of Astrophysics, PUC-Chile, Santiago, Chile), Paz Bluhm (Institute of Astrophysics, PUC-Chile, Santiago, Chile), Rafael Brahm (Institute of Astrophysics, PUC-Chile, Santiago, Chile), Nestor Espinoza (Institute of Astrophysics, PUC-Chile, Santiago, Chile) a Robert Williams (STScI, Baltimore, Maryland, USA).

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
• snímky - Nova Centauri 2013

Kontakty

Luca Izzo; Sapienza University of Rome/ICRANet; Pescara, Italy; Email: luca.izzo@gmail.com

Massimo Della Valle; INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte; Naples, Italy; Email: dellavalle@na.astro.it

Luca Pasquini; ESO; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6792; Email: lpasquin@eso.org

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