Výzkumy v ASU AV ČR (237): V838: pomalu se probouzející kráska

Až do roku 2002 se V838 Monocerotis (tedy 838. známá proměnná hvězda v souhvězdí Jednorožce) v katalozích vůbec nevyskytovala. V lednu 2002 však vybuchla, hvězda s původní jasností zřejmě někde kolem 15 magnitud dosáhla jasnosti umožňující pohodlnou pozorovatelnost v malých dalekohledech, tedy 6,75 magnitud. Od počátku se chovala jako nova a po zjasnění začala rychle zeslabovat, jak se na novu sluší. Ovšem v březnu začala hvězda opět zjasňovat, především v infračerveném oboru, další zjasnění v dlouhovlnné oblasti nastalo o měsíc později. Světelná křivka neodpovídala žádné dosud známé hvězdě. Mechanismus masivní exploze tak zůstává nevysvětlen, hypotézy však preferují srážku dvou hvězd, což by tuto hvězdu řadilo do vzácné skupiny červených svítivých nov. Exploze vyvrhla do okolí velké množství molekulárního prachu. (pozn. redakce: druhé zjasnění V838 Mon objevili jako první čeští amatérští astronomové působící v Sekci proměnných hvězd a exoplanet. Tehdejší článek).

Na hvězdu se samozřejmě okamžitě zaměřily všechny významné dalekohledy na Zemi i v blízkém okolí, Hubbleův kosmický dalekohled nevyjímaje. Detailní studie ukázaly, že na místě exploze lze identifikovat dvě gravitačně vázané hvězdy. Jednak chladného nadobra spektrální třídy L (s efektivní teplotou pouze 2000 až 2300 K) a jednak horkého průvodce typu B3V.

Systém byl z minulosti obklopen hustou mlhovinou, šířící se exploze tak vyvolala spektakulární světelné echo, jehož vývoj byl sledován několik let. Světelná křivka soustavy zůstala až do roku 2006 prakticky stabilní, kdy náhle jasnost systému poklesla. Dnes se zpětně zdá, že šlo o důsledek zatemnění vyvrženým prachem. Krátce nato se systém opět zjasnil, aby se záhy ponořil do dalšího minima, které trvá doteď. Během hlubokého poklesu se dokonce ztratily ze spektra čáry zjevně patřící horké komponentě. Výpočty ukazují, že právě kolem roku 2007 až 2008 měl k horké složce dorazit prach z exploze. Interferometrická pozorování ukazují, že dvojhvězda je obklopena masivním prachovým diskem. Akrece látky z tohoto disku zřejmě kolem horké složky vytvořila obálku, která je důvodem pokračujícího zatmění.

Zájem pozorovatelů o tento objekt postupně opadal. Ne tak zájem Tiiny Liimets ze Stelárního oddělení ASU. Společně se svým týmem pokračovala v dlouhodobém studiu V838 Monocerotis s pomocí 2,56metrového Nordic Optical Telescope (NOT), dalekohledu umístěném na observatoři na ostrově La Palma. Každou pozorovací sezónu bylo prostřednictvím tohoto přístroje pořízeno několik sad fotometrických měření v celé řadě fotometrických filtrů od viditelné po infračervenou oblast. K fotometrickým údajům byla doplňkově pořizována i spektra, a to celkově v 28 nocích od roku 2009. Spektra byla získávána hned dvojího typu, jednak spektra s nižším rozlišením pokrývající celou optickou oblast a pak spektra s lepším rozlišením pokrývající oblast kolem vodíkové čáry Hα. Kromě vlastních pozorování autoři použili také archivní údaje před rokem 2009  a také pozorování získaná na observatoři v Tartu v Estonsku a na observatoři v Jihoafrické republice.

Z výsledků vyplývá, že přinejmenším od roku 2009 hvězda V838 pomalu zjasňuje, rychleji v modrých fotometrických kanálech, zatímco v delších vlnových délkách, v červené a infračervené oblasti, je tento nárůst jasnosti méně patrný. Současně je ve spektrech patrné, že postupně zeslabují molekulární absorpční pásy a lehce se zvyšuje emise v čáře Hα. Významně se mění profily i radiální rychlosti spektrálních čar vápníku a lithia, zatímco čáry titanu významným změnám nepodléhají a vykazují vcelku stabilní radiální rychlost.
Pozorování indikují, že horká složka spektrálního typu B3V se zřejmě pomalu objevuje ze svého prachového krytí. Teplota nadobří složky zřejmě také postupně narůstá, o čemž svědčí zejména pokles intenzity molekulárních pásů, a klesá míra ztráty hmoty hvězdným větrem. V systému zřejmě klesá množství prachu, jak je postupně akretován na horkou komponentu. Narůstající intenzita čáry Hα, jejímž původcem je především horká složka, o tomto jednoznačně svědčí. Vápníkové a lithiové čáry vykazují dvě odlišné složky, jednu trasující expandující obálku a druhou s původem v oslabujícím větru červeného nadobra. Autoři dále poznamenávají, že stabilní radiální rychlost titanové čáry je příznakem, že tato čára vzniká v okolí červeného nadobra a ne jako důsledek pádu látky na horkou komponentu, jak bylo uváděno v některých minulých pracích jiných autorů.

Vývoj jasnosti hvězdy V838 je tak důsledkem hned několika jevů probíhajících současně. Práce ukazuje, že s pomocí malých dalekohledů (v dnešním měřítku) lze získat unikátní datové řady, které pomáhají dešifrovat komplikované podstaty zajímavých hvězdných systémů. Samotná podstata hvězdy V838, a především důvod k jejímu výbuchu před 20 lety, sice zůstává neodhalena, ale dlouhodobá pozorování poskytují důležité omezující podmínky pro myslitelné fyzikální modely.

REFERENCE

T. Liimets a kol., V838 Mon: A slow waking up of Sleeping Beauty?, Astronomy & Astrophysics, 670 (2023) A13, preprint arXiv:2211.06629

KONTAKTY

Dr. Tiina Liimets, Ph.D.
tiina.liimets@asu.cas.cz
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR

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

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