Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Spitzer zachytil hvězdu při vytváření kometárních krystalků

Spitzer zachytil hvězdu při vytváření kometárních krystalků

Silikátové krystalky v prachoplynném disku kolem hvězdy EX Lupi.
Silikátové krystalky v prachoplynném disku kolem hvězdy EX Lupi.
Astronomové se dlouho zajímali o to, jak se drobounké silikátové krystalky, které potřebují ke svému vzniku vysoké teploty, staly součástí ledových komet, zrozených za mrazivých teplot na vnějším okraji Sluneční soustavy. Tyto krystalky by měly začít svoji existenci jako nekrystalické polymorfní silikátové částice, částečně smíchané s plynem a prachem, z kterého se zformovala naše planetární soustava.

Mezinárodní tým astronomů se domnívá, že nalezl vysvětlení, kde a jak se tyto krystalky mohly zrodit. K výzkumu použili Spitzerův kosmický dalekohled, kterým pozorovali mladou hvězdu podobnou Slunci, nacházející se ve vzdálenosti 460 světelných roků od Země. Výsledky jejich výzkumu, které byly publikovány 14. 5. 2009 v časopise Nature, přinášejí rovněž nový pohled na vznik planet a komet.

Odborníci z Německa, Maďarska a Nizozemí zjistili, že křemičitany jsou transformovány na krystalickou formu působením výronů žhavých plynů, k nimž dochází na mateřské hvězdě. Zaznamenali infračervené spektrum silikátových krystalků v prachoplynném disku, který obklopuje hvězdu EX Lupi (v souhvězdí Vlka), v průběhu jednoho z četných výtrysků, pozorovaného observatoří Spitzer v dubnu 2008. Tyto krystalky nebyly zaregistrovány při dřívějších pozorováních hvězdného disku během jedné z klidných period v rané fázi vývoje hvězdy.

"Předpokládáme, že jsme vůbec poprvé pozorovali probíhající vznik krystalků," říká Attila Juhasz, jeden z autorů článku (Max-Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo). "Myslíme si, že krystalky vznikaly při procesu tepelného žíhání malých částic ve vnější povrchové vrstvě vnitřní části disku kolem hvězdy v důsledku tepla při výronu žhavých plynů." Toto je zcela nová představa, jak se mohl tento materiál vytvořit.

Žíhání je proces, při kterém je materiál zahříván na určitou teplotu, při které se změní některé fyzikální vlastnosti materiálu. Je to jedna z možností, jak se amorfní silikátový prach může přeměnit na krystalickou formu. Žíhání se velmi často používá při zpracování oceli či v chemickém průmyslu.

Astronomové již dříve zvažovali dva možné rozdílné scénáře, při nichž se žíháním mohou vytvořit silikátové krystalky, objevené v kometách a v discích kolem mladých hvězd. První možností je dlouhotrvající vystavení tepelnému záření mladé horké hvězdy, čímž dojde k žíhání některých silikátových zrníček prachu uvnitř disku. Druhou zvažovanou možností je rázová vlna, indukovaná působením velkého tělesa v disku, která může náhle zahřát prachová zrníčka na potřebnou teplotu k jejich krystalizaci. Po průchodu rázové vlny by došlo podobně rychle k ochlazení krystalků.

Attila Juhasz se svými spolupracovníky pozoroval hvězdu EX Lupi, na kterou se nehodily žádné dřívější teorie. "Shodli jsme se na tom, že toto je třetí možnost, při které mohou být silikátové krystalky vytvořeny žíháním, která doposud zvažována nebyla," říká Peter Abraham (Hungarian Academy of Sciences' Konkoly Observatory, Budapešť, Maďarsko), hlavní autor článku.

EX Lupi je mladá hvězda - pravděpodobně se podobá na naše Slunce v době před 4 až 5 miliardami roků. Jednou za několik let u ní dochází k výraznému zvýšení jasnosti, což je podle názoru astronomů důsledkem odvržení zahřátého materiálu, který je akumulován v disku obklopujícím hvězdu. Tato vzplanutí proměnlivé intenzity s opravdu velkou explozí se vyskytují zhruba jednou za 50 let.

Infračervené spektrum mladé hvězdy EX Lupi.
Infračervené spektrum mladé hvězdy EX Lupi.
Astronomové pozorovali hvězdu EX Lupi v oboru infračerveného záření pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu 21. dubna 2008. Ačkoliv hvězda pozvolna ztrácela na jasnosti po velkém vzplanutí v lednu 2008, pořád ještě byla 30krát jasnější, než když byla v klidu. Když porovnali tento nový pohled na vybuchující hvězdu s měřeními, která uskutečnili pomocí Spitzerova dalekohledu 18. března 2005 před začátkem bouřlivého období, narazili na podstatné změny.

V roce 2005 se křemičitany na povrchu disku kolem hvězdy nacházely v podobě amorfních zrníček prachu. V roce 2008 pořízené spektrum ukázalo na přítomnost krystalických silikátů na povrchu amorfního prachu. Jedná se o krystaly minerálu forsterit, krystalizující v kosočtverečné krystalické soustavě, což je materiál často pozorovaný v kometách a protoplanetárních discích. Krystalky jsou zřejmě poněkud teplé, což je důkazem, že byly vytvořeny v důsledku vysokoteplotních procesů, nikoliv zahřátím rázovou vlnou.

"Při vzplanutí zvýšila hvězda EX Lupi svoji svítivost více než 100krát," říká Juhasz. "Krystaly vznikají na povrchu vnější vrstvy disku, avšak pouze v takové vzdálenosti od hvězdy, kde je teplota dostatečně vysoká pro proces žíhání silikátových zrníček, tj. asi 730 °C - avšak nižší než 1200 °C. Při překročení této teploty by došlo k vypaření prachových zrníček." Poloměr krystalizační zóny, kterou astronomové popisují, je srovnatelný s oblastí vnitřních planet v naší Sluneční soustavě.

"Tato pozorování ukazují jednak skutečný vznik silikátů v krystalické formě, které se podobají silikátům objeveným v kometách a meteoritech v naší Sluneční soustavě," říká Michael Werner (NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie). "To, co dnes pozorujeme v kometách, mohlo být vyprodukováno opakovanými výrony žhavých plynů a energie v době, kdy Slunce ještě bylo mladé."

Zdroj: www.spitzer
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí






38. vesmírný týden 2017

38. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 18. 9. do 24. 9. 2017. Měsíc bude v novu. Jupiter se ztrácí v záři Slunce. Saturn je večer nad jihozápadem. Pozorovat můžeme i Neptun a Uran. Ráno je vidět Venuše, Merkur a Mars. Přidá se k nim také srpek Měsíce. Aktivita Slunce se snížila. Začíná astronomický podzim. Cassini shořela v atmosféře Saturnu. ISS má opět šestičlennou posádku. Po hurikánu Irma se obnoví i lety amerických raket. Kolem Země proletí sonda OSIRIS-REx.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Zatmění nad hradem Helfštýn

Kdopak dnes již spočítá, kolik zatmění Měsíce spatřili obyvatelé starobylého hradu Helfštýn. Mohli bychom jistě zadat souřadnice hradu do nějakého chytrého počítačového programu, který by žádaný počet zjistil. Docela jistě však nezjistíme, zda bylo kdysi dávno v příslušnou noc jasno,

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Ostrov hviezd

Tmavá obloha, Bohom zabudnuté miesto, teplo letnej jadranskej noci, deviatka nočných šialencov, zvuk uzávierok fotoaparátov, šum mora, desivé príbehy o nemých deťoch, vzduchom letiace nedopalky cigariet, nešťastne rozliata plechovka piva... pre niekoho ďalšia noc v teple postele, pre iného výborná príležitosť pre vznik nadčasových spomienok. Zelený závoj tiahnuci sa ostrovom hviezd predstavuje rozbúrený airglow, alebo svetelné žiarenie atmosféry. Fotka pochádza z ostrova Lastovo, najvzdialenejšieho obývaného ostrova Chorvátska. Na hladine mora je možné vidieť zrkadlenie Mliečnej cesty, ktorá obsahuje bohatú štruktúru tmavých hmlovín. Carpe noctem!

Další informace »