Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka

Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka

Malířova představa disku trosek v okolí bílého trpaslíka. V převážně prachové struktuře se nejspíše nacházejí i větší tělesa, planetky nebo komety.
Autor: © NASA/JPL-Caltech

Bílí trpaslíci jsou závěrečnými stádii vývoje hvězd podobných Slunci. To z nich dělá nesmírně zajímavé objekty pro vědecký výzkum, neboť dozvídáme-li se o těchto hvězdách, dozvídáme se i o budoucnosti naší mateřské hvězdy a jejího planetárního systému, tedy i o budoucnosti své vlastní. Adéla Kawka a Stéphane Vennes z ASU prozkoumali nově objeveného bílého trpaslíka NLTT 19868, jehož atmosféra má velmi neobvyklé chemické složení.

V povědomí přinejmenším amatérských astronomů nebo poučených laiků se zájmem o astronomii zůstává bílý trpaslík coby velmi horká hvězda s nízkou hmotností a extrémní hustotou, kdy je do objemu srovnatelného se Zemí nahečmána látka s hmotností kolem poloviny hmotnosti Slunce. Těsně po svém vzniku jsou bílí trpaslíci skutečně velmi horkými objekty, ty však již nemají vnitřní zdroje tepla a proto nadále jen chladnou na tzv. posloupnosti chladnoucích trpaslíků. Velmi staří bílí trpaslíci proto dnes dosahují teplot srovnatelných s povrchovou teplotou Slunce.

Stejně tak se obecně soudí, že atmosféry bílých trpaslíků jsou jednoduché, složené především z vodíku a hélia, přičemž ve složení jejich těles převažují prvky jako kyslík, uhlík a dusík. Ve skutečnosti se však ukazuje, že spektra mnohých bílých trpaslíků (v přehledových číslech je takových asi čtvrtina všech) vykazují přítomnost vysokých koncentrací těžkých prvků jako je hořčík, hliník nebo i železo. Mezi odborníky se mluví o tzv. zašpiněných bílých trpaslících.

Těžké prvky se v atmosférách nemohou z nejrůznějších důvodů nacházet od gravitačního kolapsu původní hvězdy, ale musely se v nich ocitnout až následovně. Přirozeným vysvětlením jsou dopady zbytků planetárního systému, který původně hvězdu obklopoval. Pro tuto hypotézu svědčí i další pozorování, podle nichž asi pětina zašpiněných trpaslíků vykazuje zjevný přebytek infračerveného záření, což svědčí o přítomnosti pásu trosek s vysokým procentem prachu v bezprostředním okolí. Tyto objekty přímo poukazují na možnou budoucnost naší Sluneční soustavy.

Adélka Kawka a Stéphane Vennes z ASU se problematikou bílých trpaslíků zabývají dlouhodobě. Jejich nejnovější práce pojednává o výzkumu chladného bílého trpaslíka s označením NLTT 19868. První pozorování tohoto objektu byla oběma autory provedena v roce 2009 s pomocí spektrografu EFOSC2, jenž je napájen 3,58metrovým dalekohledem NTT observatoře La Silla v Chile. Již z nich bylo patrné, že se jedná o chladného bílého trpaslíka s množstvím čar kovů. V roce 2011 tak oba získali dodatečný pozorovací čas na přístroji X-shooter, připojeném na dalekohled Melipal, jeden z „osmimetrů“ observatoře Paranal v Chile. V rámci přiděleného pozorovacího času se podařilo nasnímat spektra s vysokým rozlišením v ultrafialové, viditelné i blízké infračervené oblasti spektra. Tato pozorování byla doplněna fotometrií z přehlídky 2MASS a z družice WISE.

Spektra byla porovnávána vůči síti atmosférických modelů, které oba autoři pro bílé trpaslíky napočítali již dříve. Vodíkové čáry Balmerovy série nejlépe odpovídají trpaslíku s efektivní teplotou 5230±100 K a NLTT 19868 tak patří mezi nejchladnější známé bílé trpaslíky. Hodnota získaná z fotometrických pozorování se od této mírně lišila, což autoři připisují kontaminaci fotometrie poblíž ležící hvězdou. Tato hypotéza byla také podrobnější analýzou potvrzena. Studovaný bílý trpaslík měl hmotnost 0,54 (chyby připouštějí rozsah 0,42 až 0,69) hmotností Slunce, chladne již po dobu 3,6±1,0 miliardy let a určen byl i vektor prostorové rychlosti. Z kinematických vlastností se zdá, že tento objekt patří k populaci tenkého galaktického disku. Spektra nesvědčí o přítomnosti silných magnetických polí.

Co se týče složení atmosféry, nejzastoupenějším prvkem zde je hořčík, nejméně zastoupeným pak železo. Pokud se chemické složení porovnává se složením Slunce, tak největší přebytek vůči vzoru vykazují prvky vápník a hliník, zatímco hořčíku a železa zde ve srovnání se Sluncem nalezneme pomálu. Poměr zastoupení železa k vápníku je dokonce vůbec nejnižší pro všechny známé bílé trpaslíky. Modelováním difúze prvků v atmosféře se vytříbila hypotéza, že zašpinění pochází od pohlcení objektu s chemickým složením podobným zemskému plášti. Tento objekt měl v okamžiku dopadu do atmosféry trpaslíka hmotnost asi 3×1021 kg (tedy asi tisícina Země) a k dopadu došlo před přibližně jedním milionem let.

Z astronomů se tak často stávají archeologové pracující na dálku. Studiem objektů a systémů vyvinutějších než Slunce a Sluneční soustava se současně pasují i do rolí prognostiků.

Reference

Kawka, A., Vennes, S., Extreme abundance ratios in the polluted atmosphere of the cool white dwarf NLTT 19868, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 458 (2016) 325, preprint arXiv:1602.05000.

Kontakt

Adéla Kawka, Ph. D.
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Mail: kawka@sunstel.asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR

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: Astronomický ústav AVČR, Bílý trpaslík


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 »