Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Nejdetailnější snímek povrchu hvězdy a její atmosféry
Jiří Srba Vytisknout článek

Nejdetailnější snímek povrchu hvězdy a její atmosféry

Rudý veleobr Antares
Autor: ESO/K. Ohnaka

Astronomům se s použitím interferometru ESO/VLTI podařilo získat dosud nejdetailnější snímek cizí hvězdy – rudého veleobra Antares. Pozorování jim rovněž umožnilo vytvořit první mapu zachycující rychlost pohybu hmoty v atmosféře jiné hvězdy, než je naše Slunce. Mapa odhalila nečekané turbulence v rozsáhlé atmosféře Antara. Výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Nature.

První mapa pohybu hmoty v atmosféře jiné hvězdy než našeho Slunce

I při pohledu pouhým okem září v souhvězdí Štíra (Scorpius) jasná hvězda Antares světlem, které má zřejmý červený nádech. Jedná se o mohutného a relativně chladného rudého veleobra (red supergiant) v pozdním stádiu vývoje, který je na cestě k explozi supernovy [1].

Keiichi Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Chile) a tým jeho spolupracovníků využili interferometr ESO/VLTI (Very Large Telescope Interferometer), pracující na observatoři Paranal v Chile, k mapování povrchu hvězdy Antares a měření rychlostí pohybu hmoty v její atmosféře. Získaný záběr je dosud nejlepším snímkem povrchu a atmosféry hvězdy s výjimkou našeho Slunce.

Interferometr VLTI je unikátní zařízení, které umožňuje kombinovat světlo až ze čtyř přístrojů, ať už hlavních teleskopů (Unit Telescopes) o průměru primárního zrcadla 8,2 m, nebo pomocných dalekohledů (Auxiliary Telescopes) systému VLT se zrcadly o průměru 1,8 m. Vzniká tak virtuální superteleskop s rozlišením ekvivalentním zrcadlu o průměru až 200 m. Ten umožňuje zobrazit jemné detaily, které jsou jinak dalece za hranicí možností jednotlivých dalekohledů.

Způsob, jakým obří hvězdy, jako například Antares, rychle ztrácejí hmotu v závěrečných fázích svého vývoje, představuje astrofyzikální problém již téměř půl století,“ říká vedoucí autor práce Keiichi Ohnaka. „VLTI je v současnosti jediné zařízení, které je schopné přímo měřit pohyby plynu v rozsáhlé atmosféře Antaru – což je naprosto zásadní krok při řešení tohoto problému. Dalším krokem bude zjistit, co tyto turbulentní pohyby pohání.

Na základě nových výsledků se týmu podařilo vytvořit první dvojdimenzionální rychlostní mapu pohybů hmoty v atmosféře jiné hvězdy, než našeho Slunce. Data byla získána pomocí interferometru VLTI, který při pozorování využíval trojici pomocných dalekohledů, a přístroje AMBER, který umožnil vytvoření jednotlivých záběrů povrchu Antaru v malém rozsahu vlnových délek infračerveného záření. Členové týmu následně použili tato data k výpočtu rozdílů v rychlosti pohybu plynu v různých místech atmosféry hvězdy a také k určení průměrné rychlosti pohybu nad celým povrchem [2]. Výsledným produktem je mapa relativní rychlosti pohybu plynu v atmosféře nad viditelným diskem hvězdy Antares – první taková mapa pro jinou hvězdu než je Slunce.  

Astronomům se podařilo najít turbulentní plyn o nízké hustotě mnohem dále od hvězdy, než bylo předpovězeno. Dospěli k závěru, že pozorované struktury nemohou být důsledkem konvekce (convection) [3], tady velko-měřítkového pohybu hmoty, který u většiny hvězd přenáší energii z nitra až do vnějších vrstev atmosféry. To je důvod, proč je potřeba hledat nový, dosud neznámý proces, který dokáže vysvětlit pozorované pohyby v rozsáhlé atmosféře rudých veleobrů, jako je Antares.   

V budoucnosti bude možné tuto techniku aplikovat na různé typy hvězd a zkoumat pohyby v jejich atmosférách v dosud nedosažitelných detailech. Takový výzkum byl zatím omezen pouze na naše Slunce,“ dodává Keiichi Ohnaka. „Naše práce posouvá hvězdnou astrofyziku do nových dimenzí a otevírá zcela nové možnosti zkoumání hvězd.“

 

Poznámky

[1] Astronomové pokládají hvězdu Antares za typického rudého veleobra. Tyto mohutné umírající hvězdy se rodí s počáteční hmotností od 9 do 40 Sluncí. Když se hvězda stane rudým veleobrem, její atmosféra se nafoukne, zjasní, ale zřídne. Antares má nyní hmotnost asi 12 Sluncí a průměr asi 700krát větší než Slunce. Předpokládá se, že na počátku svého vývoje měl Antares hmotnost 15 Sluncí a během života tedy ztratil hmotu tří Sluncí.  

[2] Rychlost pohybu hmoty směrem k nám a od nás je možné měřit pomocí Dopplerova jevu (Doppler Effect), při kterém dochází k posunu spektrálních čar k modrému nebo červenému konci spektra v závislosti na tom, jestli se konkrétní hmota k pozorovateli přibližuje nebo se vzdaluje.

[3] Konvekce je proces, při kterém dochází k cyklickému pohybu chladné hmoty směrem dolů a horkého materiálu vzhůru. Proces nastává v atmosféře i oceánech na Zemi, ale řídí také pohyb hmoty u některých typů hvězd.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares”, autorů K. Ohnaka a kol., který byl publikován ve vědeckém časopise Nature.

Složení týmu: K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), G. Weigelt (Max- Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Německo) a K. - H. Hofmann (Max- Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Německo)

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů, umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled ELT (Extremely Large Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Keiichi Ohnaka; Instituto de Astronomía — Universidad Católica del Norte; Antofagasta, Chile; Tel.: +56 55 235 5493; Email: k1.ohnaka@gmail.com

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO1726



O autorovi

Jiří Srba

Jiří Srba

Narodil se v roce 1980 ve Vsetíně. Na střední škole začal navštěvovat astronomický kroužek při Hvězdárně Vsetín, kde se stal aktivním pozorovatelem meteorů a komet. Zde také publikoval své první populárně astronomické články. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH). Připravuje české překlady tiskových zpráv Evropské jižní observatoře.

Štítky: Tisková zpráva ESO, ESO/VLTI, Antares, Rudý veleobr


40. vesmírný týden 2024

40. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 30. 9. do 6. 10. 2024. Měsíc bude v novu. Večer je jen velmi nízko u obzoru Venuše, celou noc je viditelný Saturn, v druhé polovině noci Mars a Jupiter. Aktivita Slunce je spíše nízká. Na jižní obloze září pěkná kometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) a slibuje moc hezkou podívanou v polovině října i od nás. K ISS se vydala kosmická loď Crew Dragon s dvoučlennou posádkou mise Crew 9. Dvě sedačky jsou volné pro astronauty z nepříliš úspěšné mise Starlineru.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Slunce

Titul Česká astrofotografie měsíce za srpen 2024 obdržel snímek „Slunce“, jehož autorem je Jakub Lieder.   Známe jej všichni. Ráno, zosobněné bohem Slunce Heliem, vyráží se svým spřežením od východu na západ a přináší Zemi blahodárné světlo. Na západě se jeho koně napojí a napasou a

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 63 Duch Kasiopeje

Asi 550 svetelných rokov od nás v súhvezdí Kasiopeja sa nachádza IC 63, ohromujúca a trochu strašidelná hmlovina. IC 63, známa aj ako Duch Kasiopeje, je formovaná žiarením blízkej nepredvídateľne premennej hviezdy Gamma Cassiopeiae, ktorá pomaly rozrušuje prízračný oblak prachu a plynu. Súhvezdie Kasiopeja, pomenované podľa márnotratnej kráľovnej v gréckej mytológii, vytvára na nočnej oblohe ľahko rozpoznateľný tvar písmena „W“. Centrálny bod súhvezdia W označuje dramatická hviezda s názvom Gamma Cassiopeiae. Pozoruhodná Gamma Cassiopeiae je modrobiela premenná hviezda typu subgiant, ktorú obklopuje plynný disk. Táto hviezda je 19-krát hmotnejšia a 65 000-krát jasnejšia ako naše Slnko. Taktiež rotuje neuveriteľnou rýchlosťou 1,6 milióna kilometrov za hodinu - viac ako 200-krát rýchlejšie ako naša materská hviezda. Táto zbesilá rotácia jej dodáva stlačený vzhľad. Rýchla rotácia spôsobuje výrony hmoty z hviezdy do okolitého disku. Táto strata hmoty súvisí s pozorovanými zmenami jasnosti. Žiarenie Gamma Cassiopeiae je také silné, že ovplyvňuje dokonca aj IC 63, niekedy prezývanú hmlovina duchov, ktorá leží niekoľko svetelných rokov od hviezdy. Farby v strašidelnej hmlovine ukazujú, ako hmlovinu ovplyvňuje silné žiarenie zo vzdialenej hviezdy. Vodík v IC 63 je bombardovaný ultrafialovým žiarením z hviezdy Gamma Cassiopeiae, čo spôsobuje, že jeho elektróny získavajú energiu, ktorú neskôr uvoľňujú ako vodíkové alfa žiarenie - na tomto obrázku viditeľné červenou farbou. Toto vodíkové alfa žiarenie robí z IC 63 emisnú hmlovinu, ale na tomto obrázku vidíme aj modré svetlo. Je to svetlo z Gama Cassiopeiae, ktoré sa odrazilo od prachových častíc v hmlovine, čo znamená, že IC 63 je tiež reflexná hmlovina. Táto farebná a prízračná hmlovina sa pomaly rozplýva pod vplyvom ultrafialového žiarenia z Gama Cassiopei. IC 63 však nie je jediným objektom pod vplyvom mohutnej hviezdy. Je súčasťou oveľa väčšej hmlovinovej oblasti obklopujúcej Gamma Cassiopeiae, ktorá na oblohe meria približne dva stupne - približne štyrikrát širšia ako Mesiac v splne. Táto oblasť je najlepšie viditeľná zo severnej pologule počas jesene a zimy. Hoci je vysoko na oblohe a z Európy je viditeľná po celý rok, je veľmi slabá, takže jej pozorovanie si vyžaduje pomerne veľký ďalekohľad a tmavú oblohu. Tento extrémne náročný objekt je naozaj veľká výzva pre techniku a aj spracovanie, hlavne kvôli jasnej hviezde gama Cas. Asi sa k nemu neskôr ešte vrátim počas dlhých zimných večerov... Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, Baader Mark III komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, FocusDream focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop 204x180 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 102x360 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, master bias, 240 flats, master darks, master darkflats 27.8. až 21.9.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »