Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie

Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie

Dva blízké zdroje obloukových rázových vln v blízkosti Galaktického centra s označením X3 a X7. Porovnání směru jejich vlastních pohybů a orientace rázových vln svědčí o centrálním výtoku směrem od rádiového zdroje Sgr A* s charakteristickou rychlostí 1000 km/s. Šipky označují velikost a směr vlastních pohybů. Snímek byl pořízen v blízké infračervené oblasti v pásmu L' (3,8 mikrometru) přístrojem NACO (na VLT, ESO). Převzato z Muzic, K. a kol. A&A 521 (2010) A13.

Centrum naší Galaxie je nesmírně zajímavou oblastí, v níž astronomové sledují nejrůznější projevy fyzikálních procesů jako ve vzdálené laboratoři. Některá pozorování pak přesvědčivě ukazují objekty s obálkou deformovanou do kometárního tvaru způsobeným pohybem objektu v pozaďovém materiálu nacházejícím se v okolí centra Galaxie. Michal Zajaček vedl mezinárodní tým astrofyziků, kteří takové situace modelovali. Práce úzce navazuje na pozorování oblaku G2, který se v loňském roce prosmýkl kolem centra Galaxie, jehož podstata není stále zcela zřejmá. Model publikovaný M. Zajačkem umožňuje na základě chování útvaru po průletu omezit myslitelné modely tohoto objektu a nejen to.

V oblasti galaktického centra nalezneme velké množství mladých hvězd (s věkem desítek až stovek milionů let), jež obíhají kompaktní zdroj rádiového záření spojovaný s černou veledírou o hmotnosti kolem čtyř milionů sluncí, jejíž výskyt se v samotném centru Galaxie očekává. U mnohých z těchto hvězd jsou dobře patrné vlastní pohyby, neboť oběžné doby těch nejbližších činí řádově desítky let. Je tedy zřejmé, že se okolo centra Galaxie pohybují velkými rychlostmi, dokonce rychlostmi lokálně nadzvukovými. Z toho vyplývá, že pokud je taková hvězda obklopena expandující obálkou (například oblastí vlastního hvězdného větru), tato obálka dynamicky interaguje s pozaďovým materiálem v okolí černé veledíry. V důsledku nadzvukového pohybu je tento materiál strháván proti směru pohybu a na návětrné straně se formuje čelní rázová vlna. Rázovou vlnu vznikající z podobných důvodů pozorujeme například vždy, když se po hladině rybníka řítí rychlý člun nebo když stíhačka letí nadzvukovou rychlostí. V kosmickém prostředí je vznik rázových vln velmi častým jevem. Pozorujeme je na různých škálách, od magnetosfér planetárních soustav přes okolohvězdné prostředí (nejznámějším příkadem je α Orionis Betelgeuze) až po intergalaktický prostor v kupách galaxií (kupa Bullet v souhvězdí Kýlu).

Vzhled předpokládaných emisních map objektu typu G2. Čtyři zobrazené případy odpovídají čtyřem různým rychlostem výtoku hmoty. Nejvíce patrný je efekt rozdílné výtokové rychlosti na orientaci a velikosti struktury po průletu pericentrem. Autor: Michal Zajaček
Vzhled předpokládaných emisních map objektu typu G2. Čtyři zobrazené případy odpovídají čtyřem různým rychlostem výtoku hmoty. Nejvíce patrný je efekt rozdílné výtokové rychlosti na orientaci a velikosti struktury po průletu pericentrem.
Autor: Michal Zajaček
M. Zajaček a jeho kolegové detailně vyšetřovali tuto situaci, která je v oblasti centra Galaxie běžná, (např. rentgenové zdroje X3 a X7 mají kometární tvar odpovídající jejich interakci s okolním prostředím v blízkosti Sgr A*). Jejich cílem bylo zkonstruovat model vlivu izotropního proudění (tedy proudění, jež je ve všech směrech stejné) od centra Galaxie na vlastnosti rázové vlny obklopující hvězdu s expandující obálkou. Zaměřili se především na rozdíl vzhledu deformované obálky v období před průletem pericentrem dráhy a po tomto průletu. Hledali sice obecný model, ale se zjevnou motivací vysvětlit podstatu podivného oblaku s označením G2. Tento oblak, objevený v roce 2010, proletěl kolem centra Galaxie v roce 2014 a jeho podstata není stále zcela zřejmá. Zdá se však, že jde nejspíš o mladou hvězdu typu T Tauri obklopenou prachovou obálkou. Mnoho hvězd v centrální oblasti Galaxie ukazuje “kometární” tvar, tedy v souladu s předpokladem vzniku rázové vlny, navíc vykazují přebytek záření v infračerveném oboru, což svědčí o přítomnosti prachu v této obálce.

Autoři práce tedy sestavili semianalytický model popisující chování rázové vlny objektu při pohybu v izotropním proudění od středu Galaxie a vyšetřovali její vlastnosti v závislosti na parametrech prostředí. Model umožňuje vyšetřovat různé situace, jež mohou v systému centrum Galaxie – hvězda s obálkou nastat a ukazuje, jak se bude lišit vzhled rázové vlny a další vlastnosti hvězdné obálky (množství emise záření, rychlostní profily obálky a s tím související dopplerovský profil z obálky pocházejících spektrálních čar). Autoři si všímají zejména značné asymetrie mezi fází příletu hvězdy k pericentru a odletové části, jež je způsobena trvalým prouděním materiálu od středu.

Je zřejmé, že požadavek na striktně izotropní proudění od středu Galaxie je v realitě téměř jistě narušován. Hlavní výhodou zjednodušeného modelu je však rychlý výpočet vlastností prouděním deformované obálky pro různé konfigurace systému, což přináší možnost porovnat teoretický výpočet s pozorováním a tím získat realistické odhady parametrů systému i pozaďové látky. Zdá se, že právě ostře sledovaný průlet oblaku G2 pericentrem své dráhy by mohl být ideálním případem pro testovaní modelu M. Zajačka. V tom je hlavní síla představované práce. Budoucí pozorování tedy snad umožní odhalit podstatu objektu G2 a třeba i charakter proudění materiálu v centrální oblasti Galaxie.

Reference:

 

Zajaček, M., Eckart, A., Karas, V. a kol., Effect of an isotropic outflow from the Galactic Centre on the bow-shock evolution along the orbit, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 455 (2016) 1257-1274, preprint arXiv:1510.02285

 

Kontakty:
RNDr. Michal Zajaček, zajacek@ph1.uni-koeln.de
prof. RNDr. Vladimír Karas, DrSc., vladimir.karas@cuni.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
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES


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: G2, Centrum Galaxie, Sgr a*


49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

VdB149, VdB150, LDN1235 - prach v souhvězdí Cephea

Souhvězdí Cephea je cirkumpolárním souhvězdím naší severní oblohy. Podobně jako například Velká medvědice, jejíž část označujeme lidovým jménem Velký vůz. Ale přeci … Velký vůz pozná téměř každý, o Cepheovi mnoho z „neastronomů“ možná ani neví. A astronom? Ten nás většinou odbude větou typu:

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Veľká galaxia v Androméde M31

Prvý test Nikon D5100, NIKKOR-P Auto 1:2.8 f=180mm, Star Adventurer a DSO cca 50m od najbližšej LED lampy verejného osvetlenia ... D5100 + NIKKOR-P Auto 1:2.8 f=180mm ISO 3200, f2.8, 46 x 60 sec Light, 10 x Dark, 16 x Flat Sky Watcher Star Adventurer + Hama Star 61

Další informace »