Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd

Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd

Větry kolem hvězd mají mnoho pozorovatelných projevů. Například při interakci s okolním prostředím zde často vzniká rázová vlna.

Hvězdy, zejména ty horké, bývají obklopeny rozpínajícími se obálkami, které označujeme souhrnným termínem hvězdný vítr. Příčiny hvězdného větru mohou být různé. V případě horkých hvězd je to nejčastěji tlak záření. Pro horké hvězdy na hlavní posloupnosti je teorie hvězdných větrů rozvinuta slibně, avšak netypickými horkými hvězdami, např. hvězdami s menší svítivostí, než je obvyklá, se odborníci prozatím příliš nezabývali. Mezeru vyplňuje studie vypracovaná v úzké spolupráci s Masarykovou universitou v Brně, v níž hrál důležitou roli Jiří Kubát z ASU. 

Horké hvězdy spektrálních typů O a B na hlavní posloupnosti jsou hmotnější než naše Slunce, často svojí hmotností naši mateřskou hvězdu přesahují i desetinásobně. Takové hvězdy jsou také často rozměrově velké. Tělesa horkých obřích hvězd končí řídkou obálkou, na jejíž dynamice má podstatný podíl záření. Síla vyvolaná zářením je často tak velká, že urychluje materiál na nadúnikové rychlosti. Odborníci mluví o záření hnaném hvězdným  větrem. 

U horkých hvězd, které na Hertzsprungově-Russelově diagramu nalezneme pod hlavní posloupností, je situace trochu odlišná. Takové hvězdy jsou sice v okolním vesmíru pozorovány, ale není zcela jasné, jak se do tohoto stádia mohly dostat. Typickou hvězdou této skupiny je horký podtrpaslík, který je tvořen héliovým jádrem, jež v předchozích etapách vývoje přišlo o svoji obálku. V literatuře se objevilo několik scénářů, které vedou k horkým podzářivým hvězdám. Může se například jednat o výsledek srážky dvou bílých trpaslíků. Stejně tak by mohlo jít o situaci, kdy hvězda v závěrečných stádiích vývoje o svoji obálku přišla mohutným termálním pulsem. A v neposlední řadě je podezřelým dvojhvězdný vývoj, kdy souputník z obří hvězdy „odsaje“ vnější obálky. 

Oproti „klasickým“ popisům hvězdného větru se u podsvítivých hvězd objevují další efekty, s nimiž je třeba počítat – například vícekomponentní vítr nebo neefektivní chlazení. Tým českých autorů se touto problematikou zevrubně zabýval. Sestavil numerický model, založený na výpočetním kódu použitém již v minulosti. Tento kód současně řeší hydrodynamické rovnice, rovnici přenosu záření se započtením nerovnovážných jevů a rovnice popisující excitačně-ionizační stav látky. Výsledkem modelu je jednak radiální profil důležitých fyzikálních veličin, ale i rychlost ztráty hmoty a tzv. terminální rychlost, což jsou parametry přímo odvoditelné z pozorování. Autoři vypočetli celou síť modelů pro horké hvězdy s povrchovými teplotami od 15 000 do 55 000 kelvinů pro různé rozměry hvězd (v rozsahu od 0,1 po 3,2 poloměru Slunce) s fixní hmotností 0,5 hmotnosti Slunce. Parametry byly také vypočteny pro tři různá chemická složení. Volba parametrů vystihuje různá vývojová stádia hvězd a dobře tedy pokrývá možné polohy podsvítivé hvězdy v H-R diagramu. 

Výsledky sítě modelů ukazují několik zajímavých trendů. Například pro hvězdy s velkou povrchovou gravitací a nízkou teplotou kód nedokázal najít řešení. To lze interpretovat jako případ, kdy vítr vůbec nevzniká. Kontrolní nezávislé výpočty pak ukázaly, že v těchto případech vskutku síla vyvolaná tlakem záření je menší než síla gravitační a vítr skutečně nemůže vzniknout. Zevrubná analýza dále ukazuje, že v horkých podsvítivých hvězdách je vítr (pokud se tvoří) hnán v závislosti na teplotě především prvky jako jsou uhlík, dusík, kyslík, neon nebo křemík. Jako důležitá se ukazuje především čára třikrát ionizovaného křemíku Si IV pro nejchladnější hvězdy ze zkoumaného vzorku, zatímco s teplotou roste důležitost dvakrát ionizovaného uhlíku C III. Autoři porovnali svůj model s hrstkou známých podsvítivých horkých hvězd s určenou rychlostí ztráty hmoty a zjistili vynikající shodu, zejména co se týče existence bezvětrné oblasti pro některé kombinace efektivní teploty a povrchové gravitace. 

Situace se poněkud komplikuje s přítomností magnetického pole u osamocených hvězd. I tuto komplikaci autoři pečlivě prostudovali. Ukazují tak, že vliv magnetického pole na fyziku hvězdného větru je u podsvítivých horkých hvězd značný. Magnetické pole hraje důležitou roli zejména pro popis odnosu momentu hybnosti větrem, kdy tento efekt zesiluje. Modely přesvědčivě ukazují, že zpomalování rotace hvězdy magnetizovaným hvězdným větrem probíhá výrazně rychleji než hvězdným větrem, což elegantně vysvětluje známý pozorovací fakt, že starší hvězdy se v průměru otáčejí výrazně pomaleji než hvězdy mladé. 

Autoři uvážili i vzájemné ovlivňování hvězdného větru druhou složkou dvojhvězdy, která sama může být zdrojem hvězdného větru nebo být obklopena plynným diskem. 

Hvězdné větry u podsvítivých horkých hvězd jsou obecně méně husté než podobné větry hvězd na hlavní posloupnosti. V důsledku snížené hustoty se materiál těchto větrů pomaleji ochlazuje, což mění charakter s větry souvisejících rázových vln. Tato skutečnost elegantně vysvětluje pozorovací fakt, kdy  u podsvítivých O hvězd jsou registrovány výrazně slabší ultrafialové čáry pocházející od větru. Tyto čáry slouží jako základní diagnostický nástroj této rozpínající se obálky. 

Autoři uzavírají, že hvězdný vítr je nedílnou součástí svítivých podtrpaslíků a při studiu těchto objektů musí být brán v úvahu. Ovlivňuje totiž vzhled spektra, vývojový stav i potenciální interakci s blízkým průvodcem. 

REFERENCE

Krtička, J., Kubát, J., Krtičková, I., Stellar wind models of subluminous hot stars, Astronomy&Astrophysics 593 (2016) id.A101, preprint arXiv:1607.04445

KONTAKT

doc. RNDr. Jiří Kubát, CSc.
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Email: kubat@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
  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
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?
  78. Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd
  79. Výzkumy v ASU AV ČR (79): Binární bílý trpaslík s magnetickou složkou
  80. Výzkumy v ASU AV ČR (80): Vznik druhé generace hvězd v hustých hvězdokupách
  81. Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
  82. Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry
  83. Výzkumy v ASU AV ČR (83): Problémy zobrazování vícerozměrných astrofyzikálních dat
  84. Výzkumy v ASU AV ČR (84): Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu
  85. Výzkumy v ASU AV ČR (85): Fragmentace plynných obálek a vznik dalších generací hvězd
  86. Výzkumy v ASU AV ČR (86): Vzplanutí typu zebra jako diagnostika vlastností plazmatu
  87. Výzkumy v ASU AV ČR (87): Zrcadlová nestabilita v turbulentním slunečním větru


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: Hvězdný vítr, Astronomický ústav AV ČR


33. vesmírný týden 2017

33. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 14. 8. do 20. 8. 2017. Měsíc bude v poslední čtvrti. Dojde k zákrytu Hyád a ve dne také Aldebaranu. Jupiter mizí večer na jihozápadě. Saturn je za soumraku nad jihozápadem. V druhé polovině noci uvidíme Neptun a Uran. Ráno se ukazuje Venuše. Aktivita Slunce je opět nízká. Očekáváme start Falconu 9 s Dragonem k ISS, Atlasu V s komunikační družicí TDRS-M a Proton-M by měl vynést komunikační družici Blagovest.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Střecha Slovenska

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2017 obdržel snímek „Střecha Slovenska“, jehož autorem je Václav Hýža. Pilíř noci, rozlité mléko bohyně Héry, bývalá cesta slunce, která je dnes v popelu. Také nebeská řeka Inků, most čínských milenců, ale i věčný svit duší, které opustily svět.

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Undulatus Asperatus

Nádhera!

Další informace »