Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou

Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou

Představa malíře: Rentgenová dvojhvězda.
Autor: NASA

Dvojhvězdy s hmotnou komponentou jsou známými zdroji rentgenového záření. Zdrojem tohoto záření je nejčastěji akrece materiálu na druhou (často kompaktní) komponentu nebo srážky. V systému též najdeme obvykle horký hvězdný vítr vanoucí od hmotné komponenty, který může být v některých případech zdrojem materiálu pro akreci. Vzhledem k tomu, že horké hvězdné větry jsou hnané tlakem záření, je urychlovací mechanismus citlivý na stav ionizace materiálu, a ten může být sekundárně ovlivněn rentgenovým zářením. Problematice se věnuje představovaná práce, jejímž spoluautorem je Jiří Kubát z ASU.

Rentgenová dvojhvězda s hmotnou komponentou je v typické konfiguraci složena z masivní horké hvězdy a kompaktního objektu (nejčastěji bílého trpaslíka nebo neutronové hvězdy). V tomto systému dochází často k přetoku určité části hmoty z primární na sekundární komponentu, a to ať už formou hvězdného větru vanoucího z hmotné složky, nebo přetokem přes librační bod. Tento materiál je pak zachycen gravitací sekundární komponenty a ukládán (akreován) na jejím povrchu. Tento proces je silným zdrojem rentgenového záření. Svítivosti, dosahované tímto procesem, běžně dosahují hodnot 1030 W v rentgenové části spektra, což o celé čtyři řády přesahuje svítivost Slunce v celém oboru spektra.

Hydrodynamika tohoto procesu je velmi složitá a není v silách současné fyziky postihnout všechny potřebné procesy dostatečně detailně. Studie se nejčastěji zabývají dynamikou předávání hmoty z primární na sekundární komponentu, přičemž se velmi často zanedbává zpětná vazba retgenového zdroje na urychlování větru kolem masivní komponenty. Větry hmotných hvězd jsou totiž hnány tlakem záření, vyvolaným absorpcí záření těžšími prvky (uhlíkem, dusíkem nebo železem). Jsou-li tyto prvky ionizovány rentgenovým zářením, je jejich schopnost absorpce menší. V důsledku toho je i tlak záření menší a klesá i přetok hmoty hvězdným větrem možná až do situace, kdy vítr vůbec nevznikne.

Autorský tým, jehož součástí byl i J. Kubát z ASU, se vydal jinou cestou, než je plný hydrodynamický popis. Zjednodušil popis přenosu hmoty mezi oběma hvězdami a naopak kladl důraz na detaily popisu přenosu rentgenového záření společnou obálkou hvězd a ionizaci materiálu tímto zářením. Řešili rovnice tzv. zářivé hydrodynamiky v non-LTE přístupu. To znamená, že uvažovali skutečně detailní popis interakce záření s látkou.

Vypočítali a publikovali síť modelů, které obsahují jako primární komponenty hvězdy typu O s povrchovými teplotami mezi 30 000 a 42 500 K a sekundární komponentu, z níž zůstal jako podstatný pouze zdroj rentgenového záření o různé intenzitě v různé vzdálenosti od primáru.

Z výzkumu vyplývá, že se v systému vždy najdou situace, kdy je svítivost rentgenového zdroje tak vysoká, nebo se tento zdroj nachází tak blízko, že vůbec nedojde ke vzniku stabilního hvězdného větru. Rentgenové záření ionizuje materiál a účinně snižuje jeho opacitu, takže materiál původně urychlovaný zářením hvězdy zpomaluje a je gravitací přitažen zpět na hvězdu.

Existenci této zakázané oblasti otestovali autoři porovnáním se známými rentgenovými dvojhvězdami s hmotnou složkou. Zjistili, že žádný z těchto exemplářů se nenachází v zakázané oblasti, tedy v souladu s hypotézou. Navíc si autoři povšimli, že až podezřele mnoho skutečných rentgenových dvojhvězd se nachází velmi blízko hranice zakázané zóny. Autoři usoudili, že v těchto systémech podléhá intenzita hvězdného větru samoregulaci. Jakmile se zvýší intenzita druhotného rentgenového záření, naroste ionizace materiálu, zpomalí se hvězdný vítr a tím se sníží rychlost akrece látky na sekundár. Intenzita zdroje tedy poklesne, poklesne i ionizace materiálu a vítr se zrychlí, čímž se zrychlí i akrece a cyklus se opakuje.

Autoři přiznávají, že jejich model není dokonalý, to však ani nebylo jejich cílem. Přesvědčivě však ukazují, že zpětná vazba rentgenového záření na materiál hraje pro jeho dynamiku v určitých systémech velmi důležitou roli. Autoři se nezabývali modelováním konkrétních hvězdných systémů, ale dali komunitě k dispozici síť modelů, v nichž mohou jiní popis pro jednotlivé objekty vyhledávat. I to je v astrofyzice cenné.

Reference:
Krtička, J., Kubát, J., Krtičková, I., X-ray irradiation of the winds in binaries with massive components, Astronomy & Astrophysics 579 (2015) A111, arXiv:1505.03411

Kontakt:
doc. RNDr. Jiří Kubát, CSc., kubat@sunstel.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


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: X-ray binary, Astronomický ústav AV ČR


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

Mesic

Mesic

Další informace »