Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?

Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?

Snímek 55 Cyg a jejího bezprostředního okolí pořízený v infračerveném spektrum družicí WISE. Dobře patrná je kromě samotné hvězdy i čelní rázová vlna svědčící o bouřlivé interakci hvězdného větru s okololežícím mezihvězdným prostředím.

Modří nadobři patří mezi nejsvítivější hvězdy ve vesmíru. Však považte: Vega v souhvězdí Lyry a Deneb v souhvězdí Labutě mají na pozemské obloze přibližně stejnou zdánlivou jasnost. Avšak zatímco Vega je prakticky sousedkou Slunce (ve vzdálenosti 25 světelných let), tak Deneb platí za velmi vzdáleného pozorovatele, jeho odhadovaná vzdálenost každopádně přesahuje 2000 světelných let. Deneb je tedy přinejmenším 5000krát svítivější než Vega. Modří nadobři jsou známi také svojí proměnností mající původ v pulsacích a hvězdném větru. Michaela Kraus z ASU zevrubně studovala zástupce této skupiny zajímavých hvězd s cílem určit, zda mezi pulsacemi a proměnami hvězdného větru není příčinná souvislost.

Pro svoji studii si vybrala hvězdu 55 Cyg (shodou okolností také ze souhvězdí Labutě podobně jako Deneb), jež je součástí asociace Cygnus OB7 a nachází se o něco blíže než Deneb (vzdálenost se odhaduje na 714 pc s poměrně velkou chybou). Její zdánlivá hvězdná velikost je 4,86 magnitud, je tedy na tmavé obloze bez problémů pozorovatelná pouhým okem. Z literatury je známo, že jde o hvězdu velmi proměnnou. Mění se radiální rychlosti měřené v různých spektrálních čarách, mění se profil spektrálních čar (i známé vodíkové H-alfa). Zřejmě se mění i terminální rychlost hvězdného větru. Mezi údaje nejasné se řadí zejména rotační rychlost, míra ztráty hmoty. Podle použité metody je velký rozptyl i v určení fundamentálních parametrů hvězdy, tedy teploty, hmotnosti a poloměru, nemluvě o odvození vývojového stádia, v němž se 55 Cyg nachází.

Proměny 55 Cyg sledovala M. Kraus ve spolupráci s rozsáhlým mezinárodním týmem po 4,5 roku, od srpna 2009 do října 2013, převážná část spektrálních měření pak pochází z Perkova 2m dalekohledu ASU v Ondřejově (344 spekter), která jsou doplněna 41 spektry z dalekohledu operovaného v americké Arizoně polskými spolupracovníky. Vzhledem k jasnosti hvězdy měla všechna pořízená spektra vysoké rozlišení a také vysoký poměr signálu k šumu, což je předurčilo k přesnému proměření.  U toho však autoři práci neskončili. Cílem bylo poznat fyzikální pochody, které jsou za pozorované chování odpovědné. Využili proto modely spekter vypočtené s pomocí počítačových programů a porovnávali je s pozorováními, aby takto stanovili např. základní parametry hvězdy. Přesné určení některých z nich se ukázalo problematickým, navíc stanovené hodnoty se spektrum od spektra lišily. Proměnám podléhaly i takové parametry, jako poloměr hvězdy, který se pohyboval v rozmezí 52 až 65 poloměrů Slunce se střední hodnotou 57 poloměrů Slunce. Autoři poukazují, že už změna modelované hodnoty poloměru o jeden sluneční poloměr vede k výraznému nesouladu mezi modelovým a naměřeným spektrem. To vše naznačuje, že změny odvozené velikosti hvězdy jsou reálné a že mají co dočinění buď se změnou opacity hvězdného větru nebo se skutečnými změnami rozměru v důsledku pulsací.

Sérii spekter podrobili i periodové analýze s cílem najít typické frekvence pulsací hvězdy. Astrofyzikové zabývající se asteroseismologií vědí, že frekvence vlastních oscilací závisí na parametrech a vnitřní struktuře hvězdy. Ke stanovení pulsačních period využili tzv. momentovou analýzu, ta totiž na rozdíl od jiných metod umožňuje jednoduché rozlišení mezi projevy pulsací a např. variací způsobených přítomností skvrn ve fotosféře hvězdy. Vzhledem k řídkému pokrytí pozorovacího intervalu spektry bylo nemožné určit přímo mod pulsací, typické frekvence devatenácti nejvýznamnějších period se stanovit podařilo. Dvanáct z nich nalezneme ve spektru v rozmezí 2,7–24 hodin, ty jsou nejspíše projevy tlakových (p-) modů. Šest identifikovaných modů pulsací má periody mezi 1 a 6 dny a jedná se pravděpodobně o gravitační (g-) mody. Poslední mod má periodu 22,5 dne, což je na oba zmíněné typy příliš dlouho. Mohlo by se však jednat o projev tzv. „podivného“ radiálního modu pulsací, který je novinkou ve výzkumu pulsací hvězd. Co je na něm podivného? Pro normální radiální pulsace platí, že se jejich perioda zkracuje s nárůstem hmotnosti hvězdy, zatímco podivné mody se chovají přesně naopak a zřejmě mají svůj původ v uvěznění mechanických vln ve svrchních vrstvách tělesa. Existence těchto modů je předpovězena pro hvězdy s velkým číselným poměrem svítivosti k hmotnosti (obé vyjádřeno ve slunečních jednotkách) a 55 Cyg je právě takovým zástupcem.

Co se týče hledané souvislosti pulsací s hvězdným větrem, důkazy jsou pouze nepřímé. Dá se očekávat, že pulsace by mohly být „spouští“ časově závislé ztráty hmoty, byť vazbový mechanismus mezi těmito dvěma jevy je nejspíš velmi složitý. Očekávali bychom však, že podobné periody jako periody pulsační se objeví i v proměnnosti indikátorů hvězdného větru. A skutečně: z literatury jsou známy proměnnosti s periodou kolem pěti dní, hned několik pulsačních period je tedy v podezřelém intervalu.

Pokud jde o vývojové stádium, sesbíraný materiál svědčí o tom, že se jedná o modrého veleobra po průchodu fází červeného veleobra, na Hertzsprungově-Russelově diagramu se tedy pohybuje doleva do modré oblasti jak ztrácí chladné obálky. V tom případě by 55 Cyg byla klasickým zástupcem proměnných hvězdy typu alfa-Cyg.

Reference
Kraus, M. a kol., Interplay between pulsations and mass loss in the blue supergiant 55 Cygnus = HD 198478, Astronomy&Astrophysics (2015) v tisku, preprint arXiv:1507.01846.

Kontakt
Dr. Michaela Kraus, michaela.kraus@asu.cas.cz



Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.



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: 55 Cygni, Hvězdné pulsace, Hvězdný vítr


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 »