Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (222): Jak dlouho spí hvězdná modřenka?

Výzkumy v ASU AV ČR (222): Jak dlouho spí hvězdná modřenka?

Přímý snímek modré svítivé proměnné AG Carinae z Hubblova kosmického dalekohledu. Jasná hvězda je obklopena ne zcela sférickou mlhovinou. Lze očekávat, že okolí MN 112 vypadá podobně.
Autor: © Hubble Legacy Archive

Modré svítivé proměnné jsou hmotné hvězdy známé silnou spektrální a fotometrickou proměnností. Není zcela uzavřeno, v jaké vývojové fázi se tyto vzácné hvězdy nacházejí, ani jakým směrem se bude dále ubírat jejich vývoj. Olga Maryeva ze Stelárního oddělení ASU vedla mezinárodní tým studující hvězdu MN 112. Jejich závěrem je, že jde o velmi hmotnou spící modrou svítivou proměnnou. 

Vědci jsou dnes přesvědčeni, že modré svítivé proměnné jsou velmi hmotnými hvězdami v důležité fázi svého vývojového cyklu. V této fázi hvězda ztrácí velké množství hmotnosti prostřednictvím silného hvězdného větru, ale také při gigantických erupcích. Podle vývojových modelů jsou modré svítivé proměnné s hmotnostmi vyššími než 40 Sluncí přechodným obdobím před stádiem Wolfovy-Rayetovy hvězdy, zatímco modré svítivé proměnné s hmotnostmi menšími jsou jejich finálním vývojovým stádiem, pravděpodobně následovaným výbuchem supernovy s kolabujícím jádrem. 

Modré svítivé proměnné lze nejčastěji poznat na základě dramatických spektroskopických i fotometrických změn. K nim dochází jak na krátkých časových škálách, ale i na škálách s délkou několika roků, kdy jsou pozorovány velké jasové změny spojené se změnami efektivní teploty, a tedy s pohybem hvězdy po Hertzsprungově-Russelově diagramu. 

Modré svítivé proměnné jsou poměrně vzácné, a tak k pochopení jejich vývojového stádia, vzniku i budoucího vývoje je zapotřebí mít k dispozici opravdu spolehlivě určené kandidáty. I jedna jediná špatně identifikovaná hvězda zařazená do množiny tak může významně posunout statistické parametry skupiny a ovlivnit závěry o této skupině hvězd jako takové. Bohužel, modré svítivé proměnné se obvykle nacházejí ve velkých vzdálenostech, při pozorování ze Země se tak jeví jako slabé a jejich správná identifikace je oříškem, neboť u slabých hvězd často chybí dlouhodobá fotometrie, která je k zařazení mezi modré svítivé proměnné klíčem. 

Galaktická hvězda MN 112 byla jako objekt s emisními čarami odhalena již v 70. letech minulého století. Zájem o ni však prudce vzrostl v roce 2009, kdy se ukázalo, že hvězda je zdrojem celé řady zajímavých spektrálních čar. Navíc byla v jejím okolí objevena zřejmě související mlhovina. Na první pohled tak tato hvězda vypadala jako modrá svítivá proměnná. Ne všechny její vlastnosti však odpovídaly vzoru této skupiny hvězd. 

Tým astrofyziků z nejrůznějších světových institucí pod vedením Olgy Maryevy ze Stelárního oddělení ASU provedl pečlivou revizi dostupných pozorování s cílem odhalit skutečnou podstatu této hvězdy. Využili skutečně bohatého pozorovacího materiálu. K dispozici měli jednak nedávno pořízená spektra z Perkova dalekohledu v Ondřejově, ale i další spektra s menším rozlišením z jiných observatoří, včetně spekter popisujících i blízkou infračervenou oblast. K posouzení dlouhodobých jasových změn autoři vyhledali v archívech nejrůznějších projektů i fotometrická měření. V jednu datovou řadu tak spojili pozorování z moderní přehlídky Pan-STARRS, z přehlídky pořízené na americkém Mt. Palomaru, pozorování zahrnutá v databázi Americké asociace pozorovatelů proměnných hvězd, ale i digitalizovaného archívu fotografických desek Harvardské observatoře nebo německé observatoře v Postupimi. Fotometrická série tak solidně pokrývala období mezi roky 1926 a 2022. 

Z předběžné analýzy pozorování vyplynulo, že ani spektroskopicky (za 12 let) ani fotometricky (za téměř 100 let) se hvězda během sledovaného intervalu příliš nezměnila. To je samo o sobě poněkud neobvyklé, pokud by šlo o modrou svítivou proměnnou. 

Vysoce kvalitní spektroskopická pozorování umožnila modelovat vnitřní strukturu, atmosféru i vývoj této hvězdy. K novému modelu přispěla i přesněji určená vzdálenost s pomocí družice GAIA, jejíž střední hodnota vzrostla z 6,93 na 13,53 parseků. Z revidovaného modelu pak vyplývá, že MN 112 je hvězdou s hmotností asi 70 hmotností Slunce, poloměrem 126 poloměrů Slunce a povrchovou teplotou 18 000 K. Její svítivost jedenapůlmilionkrát přesahuje svítivost Slunce. 

Je tedy MN 112 modrou svítivou proměnnou? S největší pravděpodobností ano, nachází se ale v prodlouženém spícím stádiu. Vědci si nejsou jisti, jak dlouho vůbec stádium modré svítivé proměnné trvá. Nejčastěji se odhady pohybují mezi tisícem a několika stovkami tisíc let. Autoři poukazují, že i jiné známé modré svítivé proměnné v minulosti vykázaly dlouhá období stability. O v minulosti proběhlé eruptivní aktivitě svědčí i nesymetrický tvar mlhoviny. Malé změny ve světelném toku a v tvarech spektrálních čar vodíku jsou u hvězd tohoto typu běžné. Autoři tak navrhují, aby se této hvězdě věnovalo další pozorovací úsilí, protože představuje unikátní příležitost ke studiu klidového období modrých svítivých proměnných. 

REFERENCE

O. Maryeva a kol., How long can LBVs sleep? A long-term photometric variability and spectral study of the Galactic candidate luminous blue variable MN 112, Montly Notice of the Royal Astronomical Society 513 (2022) 5752-5765, preprint arXiv:2205.14542

KONTAKTY

Dr. Olga V. Maryeva, CSc.
olga.maryeva@asu.cas.cz
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR

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

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



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. Slovem i písmem se pokouší o popularizaci oboru, je držitelem ceny Littera Astronomica. 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. 

Štítky: MN 112, Modrá svítivá proměnná, Astronomický ústav AV ČR


15. vesmírný týden 2024

15. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 4. do 14. 4. 2024. Měsíc bude v novu a v Americe uvidí úplné zatmění Slunce. Na večerní obloze se loučíme s kometou 12P/Pons-Brooks, která na začátku dubna ještě o magnitudu zjasnila a na večerní obloze ji doplní Jupiter a srpek Měsíce. Aktivita Slunce je nižší. Přistál Sojuz MS-24. SpaceX intenzivně chystá další testovací let SuperHeavy Starship. Delta IV Heavy pro technický problém rampy ještě neletěla. Před 65 lety byla vybrána v USA první sedmička astronautů a před 60 lety začal program Gemini.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě

Titul Česká astrofotografie měsíce za únor 2024 obdržel snímek „Kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě“, jehož autorem je Jan Beránek.   Vlasatice, dnes jim říkáme komety, budily zejména ve středověku hrůzu a děs nejen mezi obyčejnými lidmi. Možná více se o ně zajímali panovníci.

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Bodeho galaxie M81 a M82

Bodeho hmlovina (iné názvy: Bodeho galaxia, Messier 81, M 81, NGC 3031) je špirálová galaxia vzdialená od Slnka 12 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Veľká medvedica. Objavil ju Johann Elert Bode v roku 1774. Cigara (iné názvy: Messier 82, M 82, NGC 3034) je nepravidelná galaxia typu (Ir II) v súhvezdí Veľká medvedica s výraznými stopami výbuchu jadra. Jej zdanlivá jasnosť je 9,2m, absolútna jasnosť -20,2m, celková hmotnosť 10 miliárd hmotností Slnka, priemer 32 000 ly. Vo vodíkovej čiare Hα má vláknitú štruktúru, expandujúcu smerom od centra rýchlosťou asi 1 000 km.s-1 pri vzdialenosti 5 000 ly od jadra. Kinetická energia expandujúcich plynov sa odhaduje na 1048-1059 J. Expanzia sa vysvetľuje výbuchom, ktorý nastal v jadre galaxie pred 1 000 000 rokmi. Niektorí autori vysvetľujú pozorovanú šírku spektrálnych čiar ich zložitým, multipletovým charakterom bez predpokladaného výbuchu. Fotograficky sa dosiaľ nepodarilo rozlíšiť v galaxii jednotlivé hviezdy. Televíznou technikou sa potvrdila prítomnosť hviezd v jej centrálnych oblastiach (horúce B hviezdy) i v okrajových oblastiach (hviezdy spektrálnych typov A, F). Fotografie v infračervenom svetle dokázali, že v centrálnej časti galaxie je niekoľko zhustení B hviezd; celý tento komplex sa nazýva superkopa B hviezd. M82 je zdrojom rádiového a röntgenového žiarenia. Najjasnejší kompaktný zdroj rádiového žiarenia v jadre galaxie má priemer iba 25 svetelných dní. Rádiové pozorovania dokázali, že galaxia je vo veľkom komplexe mrakov neutrálneho vodíka, ktorý je spoločný aj pre galaxiu M81. Vzdialenosť od Zeme 10 miliónov ly. Skúsil som zlúćiť čerstvé dáta z minuloročnými snímkami a k tomu pridat Halpha vrstvu. Dokopy to bolo cez 33 hodin dát. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, FocusDream focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Dáta z roku 2023: EQ5Pro, GSO Newton astrograf 150/600, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, myFocuserPRO2, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, Siril, Starnet++, Adobe photoshop 138x180 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 134x360 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, master bias, 240 flats, master darks, master darkflats Dáta z roku 2023: 269x180 sec. Lights gain5, offset115 pri -10°C 14.2. až 10.4.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »