Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd

Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd

Hertzsprungův-Russelův diagram hvězd. Kromě známých typů jsou ve své poloze vyznačeni i modří podtrpaslíci. Diagonální čárkované linie přibližně odpovídají liniím konstantního poloměru.
Autor: Michal Švanda

Hvězdy jsou v diagramu efektivní teplota—svítivost (tzv. Hertzsprungově-Russelově diagramu) rozloženy nerovnoměrně. Nejvíce jich najdeme na hlavní posloupnosti, méně pak v oblasti rudých obrů a nemalý počet zástupců i úplně vlevo dole mezi bílými trpaslíky. Na H-R diagramu jsou však přítomny i nejrůznější exotičtější typy hvězd, mezi něž patří i modří podtrpaslíci. Ti se stali cílem přehledové studie A. Kawky, S. Vennese a jejích kolegů z AsÚ i jiných astronomických institucí ve světě.

Astrofyzikové jsou přesvědčeni, že modrý podtrpaslík je výsledkem specifického vývoje hvězd v podstatě slunečního typu. Taková hvězda standardně expanduje do fáze rudého obra, po zapálení helia v jádře se dostává na asymptotickou větev obrů a po vyhasnutí reakcí, gravitačním kolapsu jádra a odhození vnějších obálek se přesouvá mezi bílé trpaslíky. U modrých podtrpaslíků se očekává, že tato hvězda přišla o svou vodíkovou obálku ve fázi rudého obra ještě před zapálením helia v jádře. To se potom podepisuje na jejich vlastnostech. Jedná se o téměř čistě heliové hvězdy (pouze asi 1 % hmoty je složeno z vodíku) s hmotností kolem poloviny Slunce. Důvod této ztráty obálky je nejasný, očekává se však, že vývoj v těsné dvojhvězdě by mohl přinést vysvětlení. Osamělí modří podtrpaslíci by pak mohli být výsledkem srážky dvou bílých trpaslíků. Vývojové modely předpovídají, že z modrých podtrpaslíků se stanou bílí trpaslíci bez toho, aby hvězda prošla jakoukoli další „obří“ fází. 

Vzhledem ke zmíněné nejistotě původu těchto hvězd patří jejich výzkum k aktivním astrofyzikálním tématům. A. Kawka, S. Vennes a jejich kolegové tedy využili pozorování z nejrůznějších dalekohledů na celém světě, včetně dalekohledů Evropské jižní observatoře a ondřejovského Perkova 2m dalekohledu a studovali spektroskopicky vlastnosti vzorku 38 modrých podtrpaslíků. Spojování byť kalibrovaných dat z více dalekohledů do jedné homogenní řady je vždy poněkud ošemetné a je třeba jej dělat velmi pečlivě, aby nebyly do měření zaneseny systematické chyby vedoucí při analýze k artefaktům. Ukazuje se, že může docházet k systematickému posunu pozice spektrálních čar v důsledku nepřesného umístění obrazu hvězdy na štěrbinu spektrografu a to zejména v případě, kdy je velikost obrazu hvězdy rozmazaného zemskou atmosférou menší než je šířka štěrbiny. Autoři vtipně využili k vzájemné kalibraci telurické čáry (tedy spektrální čáry vznikající v zemské atmosféře), s jejichž pomocí se podařilo systematické posuvy mezi  přístroji odstranit. 

Autoři porovnali fundamentální parametry podtrpaslíků ve vzorku s vývojovými modely a zjistili určitý nesoulad. V případě hvězd na extrémní horizontální větvi byl nesoulad s teoretickými modely publikován i jinými autory v souvislosti s asteroseismickými studiemi. Zdá se, že tento nesoulad by mohl být důsledkem způsobu, jakým se ve hvězdných vývojových modelech zachází s konvekcí, a také nepřesnostmi v opacitních tabulkách. 

Sedm objektů z této skupiny bylo cílem detailnější studie radiálních rychlostí, z nichž bylo šest nově identifikováno jako dvojhvězdné systémy. Autoři pro každý z těchto systémů určili nejpravděpodobnější typ průvodce podtrpasličí hvězdy. Mezi nimi je velmi zajímavou např. dvojhvězda s označením GALEX J0805-1058, v níž má podtrpaslík velmi malou hmotnost mezi 0,2 a 0,3 hmotnostmi Slunce. Malá amplituda křivky radiálních rychlostí vyvolaná průvodcem svědčí buď pro průvodce s velmi malou hmotností nebo pro malý sklon oběžné roviny. Ten je neznámý. Ze statistických studií však vyplývá, že jen s malou pravděpodobností (méně než 1 %) je sklon velmi malý, tento případ by svědčil o hmotnosti průvodce větší než půl hmotnosti Slunce a průvodcem by byl normální bílý trpaslík. Pokud by byl sklon mezi 10 a 26 stupni (s pravděpodobností téměř 9 %), průvodcem by byla hvězda s hmotností menší než 0,3 hmotnosti Slunce a šlo by nejspíše o červeného trpaslíka. Nejpravděpodobněji (s pravděpododobností téměř 90 %) je však sklon dráhy tělesa větší než 26 stupňů a pak by průvodcem byla podhvězdná složka (např. hnědý trpaslík) s hmotností menší než 0,08 Slunce. 

Jiný typ pozorování je zapotřebí k rozhodnutí, který z nastíněných scénářů se realizuje ve skutečnosti. Např. světelné křivky seskládané s orbitální periodou nevykazují žádné variace větší než 12 milimagnitud. Přitom z literatury je známo, že kombinace hnědého trpaslíka a horkého podtrpaslíka variace světelné křivky v řádu desítek milimagnitud obvykle mají, ty by musely být v kvalitních fotometrických řadách GALEX J0805-1058 detekovány. Autoři proto uzavírají, že nepřítomnost změn ve světelné křivce svědčí pro velmi malý rozměr sekundární složky. 

Objev nových exemplářů podtrpaslíků ve dvojhvězdách tak doplnil známý vzorek těchto hvězd, jehož pečlivou analýzou se A. Kawka, S. Vennes a jejich kolegové zabývali v druhé části článku. Statisticky se ukazuje, že až 40 procent horkých podtrpaslíků má svého průvodce. Tito průvodci jsou převážně ze dvou skupin hvězd: buď může jít o málo hmotného chladného trpaslíka nebo naopak o horkého bílého trpaslíka. Existuje i třetí skupina, kde průvodce horkého podtrpaslíka je hmotnější hvězda spektrálního typu G-K s velmi dlouhou periodou (déle než rok).

Kinematika známých zástupců horkých podtrpaslíků navíc naznačuje, že jde o populaci starých hvězd, jež obsahuje i několik zástupců kulového hala Galaxie. 


Popiska obrázku v úvodu článku: Hertzsprungův-Russelův diagram hvězd. Kromě známých typů jsou ve své poloze vyznačeni i modří podtrpaslíci. Diagonální čárkované linie přibližně odpovídají liniím konstantního poloměru. 


Reference: Kawka, A., Vennes, S., a kol., New binaries among UV-selected, hot subdwarf stars and population properties, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society in press (2015), ArXiv:1504.03241

Kontakt: Dr. Adéla Kawka, kawka@sunstel.asu.cas.cz

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.




Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: SdB, Modří podtrpaslíci


39. vesmírný týden 2016

39. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 26. 9. do 2. 10. 2016. Měsíc bude v novu. Venuše, Mars a Saturn najdeme večer stále jen nízko nad obzorem. Neptun a Uran můžeme pozorovat celou noc. Na ranní obloze můžeme před svítáním pozorovat kužel zvířetníkového světla do něhož před východem Slunce stoupá planeta Merkur a bude zde také srpek Měsíce.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Pradědovy Perseidy 2016

Píše se rok 258, 10. srpen. Na rošt nad horké uhlí je položen správce chrámové pokladny před několika dny popraveného papeže Sixta II a je opékán zaživa. Po chvíli volá: „Z jedné strany jsem již opečený, pokud mě chcete mít dobře udělaného, je čas mě otočit na druhou stranu.“ Toto utrpení podstoupil

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

ISS

Stanice ISS nízko nad JV obzorem,začínají večerní přelety nad ČR.

Další informace »