Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Simulace svítivých červených nov pomůže výzkumu dvojhvězd

Simulace svítivých červených nov pomůže výzkumu dvojhvězd

Světelné echo proměnné V838 Monocerotis
Autor: Hubble/NASA

K lepšímu pochopení evolučních trajektorií dvojhvězd by měly přispět simulace, které vytvořili pracovníci Ústavu teoretické fyziky MFF UK ve spolupráci se zahraničními kolegy. Jejich práci podpořenou startovacím grantem Evropské výzkumné rady nyní zveřejnil časopis The Astrophysical Journal Letters.

Přibližně polovina všech hvězd ve vesmíru se nachází v gravitačně vázaných dvojhvězdách. Hmotnější z obou hvězd začne ke konci svého života zvětšovat svoje rozměry a pokud se obě hvězdy nacházejí dostatečně blízko sebe, hmota začne proudit od hmotnější k méně hmotné hvězdě. Tento proces může být nestabilní tím, že se rychlost přenosu hmoty stále zvyšuje, a zároveň nemusí být konzervativní, což znamená, že část hmoty opustí dvojhvězdu a vytvoří okolo ní diskovitý útvar.

Tato nestabilita kulminuje v podobě velice dynamického jevu nazývaného vývoj ve společné obálce (common envelope evolution). Jeho výsledkem může být buď výrazné zmenšení velikost orbity a značná ztráta hmoty, nebo dokonce splynutí obou hvězd do jednoho potenciálně exotického objektu. Vývoj ve společné obálce je klíčovou fází mnoha dvojhvězdných evolučních trajektorií vedoucích k blízkým dvojhvězdám obsahujících kompaktní objekty jako bílé trpaslíky, neutronové hvězdy nebo černé díry, včetně předchůdců zdrojů gravitačních vln.

Přibližně před 15 lety byla identifikována zjasnění nazývaná svítivé červené novy (luminous red novae), která doprovázejí dynamickou fázi vývoje ve společné obálce, konkrétně splynutí obou hvězd. Dosud ale nebylo jasné, co způsobuje vysokou svítivost těchto zjasnění. Jedna teorie předpokládá uvolňování energie spojené s rekombinací vodíku v expandující obálce, ale hmotnosti obálky vyžadované pro vysvětlení nejjasnějších objektů jsou příliš vysoké. Druhá teorie vysvětluje vysokou svítivost pomocí rázových vln vznikajících mezi rychle se rozpínající obálkou a diskovitým útvarem dříve vyvrženým kolem dvojhvězdy během nekonzervativního přenosu hmoty. Tato teorie sice může vysvětlit mnohá pozorování, ale její kvantitativní ověření vyžaduje náročné simulace.

Časový vývoj fyzikálních veličin popisujících svítivou červenou novu na základě výsledků zářivě-hydrodynamické simulace. Animaci tohoto vývoje si prohlédněte v článku v odkazech dole. Horní panel zde ukazuje efektivní teplotu záření (zelené čáry) a celkovou svítivost objektu, jak by se jevila z různých směrů (zbývající čáry). Dolní panel ukazuje časový vývoj hustoty, teploty plynu, tečné rychlosti, a chemického složení. Pravý panel znázorňuje prostorově rozlišený světelný tok objektu z různých směrů pozorování. Autor: Kirilov et al. (2025)
Časový vývoj fyzikálních veličin popisujících svítivou červenou novu na základě výsledků zářivě-hydrodynamické simulace. Animaci tohoto vývoje si prohlédněte v článku v odkazech dole. Horní panel zde ukazuje efektivní teplotu záření (zelené čáry) a celkovou svítivost objektu, jak by se jevila z různých směrů (zbývající čáry). Dolní panel ukazuje časový vývoj hustoty, teploty plynu, tečné rychlosti, a chemického složení. Pravý panel znázorňuje prostorově rozlišený světelný tok objektu z různých směrů pozorování.
Autor: Kirilov et al. (2025)

V článku Kirilov et al. (2025) uskutečnili autoři první dvourozměrné zářivě hydrodynamické simulace svítivých červených nov pomocí programu vyvinutého za podpory ERC Starting grantu Cat-In-hAT. Nová metoda umožňuje detailní popis vlastností látky (ionizace/rekombinace vodíku a hélia, fyzika molekulárního vodíku) a interakce záření s látkou. Podařilo se prokázat, že rázová vlna vede k několikanásobně jasnějším a asi dvakrát delším vzplanutím, než jakých může dosáhnout pouhý rekombinující expandující plyn. Zároveň je ale rázová vlna „schovaná“ uvnitř expandující obálky a její přímo pozorovatelné projevy jako například emisní čáry budou nejspíš minimální. Výsledky umožňují budoucí použití svítivých červených nov k lepšímu pochopení různých evolučních trajektorií dvojhvězd.

Na publikaci se dále podíleli výzkumníci z německého Ústavu Maxe Plancka pro astrofyziku a americké Purdueovy univerzity.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] The Astrophysical Journal Letters: Kirilov, A., Calderón, D., Pejcha, O., & Duffell, P.C. (2025). Two-Dimensional Radiation-Hydrodynamic Simulations of Luminous Red Novae.

Převzato: Matematicko-fyzikální fakulta UK



O autorovi

Ondřej Pejcha

Ondřej Pejcha

Ondřej Pejcha je docent astrofyziky na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy, kde se zabývá teoretickým výzkumem a numerickými simulacemi hvězd, dvojhvězd a jejich výbuchů. Doktorát získal v roce 2013 na Ohio State University a do roku 2017 působil na Princeton University jako NASA Hubble a Lyman Spitzer Jr. Fellow.

Štítky: Červené novy, Svítivá červená nova


43. vesmírný týden 2026

43. vesmírný týden 2026

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 19. do 25. října 2026. Měsíc po první čtvrti přibývá k úplňku, který nastane až v pondělí 26. října. Mezitím bude ještě tmavé ráno 22. října, kdy nastává maximum meteorického roje Orionidy, tvořeného částicemi Hallyeovy komety. Večer je vidět Saturn, ráno Mars s Jupiterem. Venuše prochází na denní obloze zdánlivě pod slunečním kotoučem a 24. října bude v dolní konjunkci. V pondělí 19. října má z Tanegašimy odstartovat japonská sonda MMX určená k průzkumu Marsovských měsíců. Před 425 lety zemřel v Praze Tycho Brahe. V neděli 25. října ve 3:00 SELČ se čas mění na 2:00 SEČ.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

LDN1251

Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2026 obdržel snímek Zdeňka Vojče „LDN 1251“ Hluboko v souhvězdí Cefea, v oblasti oblohy bohaté na mezihvězdný prach a plyn, se nachází objekt označený jako LDN 1251. Na první pohled připomíná prázdnou, téměř černou skvrnu na pozadí vzdálených hvězd. Ve

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mars a hvězdokupa Jesličky

Mars poblíž otevřené hvězdokupy M44 Jesličky v souhvězdí Raka.

Další informace »