Výzkumy v ASU AV ČR (97): Globální modely hvězdného větru odhalují menší hmotnostní ztráty horkých hvězd

Intenzitu hvězdného větru lze buď nepřímo měřit, například odhadem míry ztráty hmoty z profilu a intenzity čáry Hα nebo radiového záření, nebo numericky modelovat. Zdálo by se, že správným přístupem je měření, avšak výsledky získané různými metodami pro stejnou hvězdu často vykazují obří rozpory – experimentální metodologie je tedy v této disciplíně nepříliš robustní a chybové intervaly jsou  obrovské. Naproti tomu numerické modely řešící „fyziku“ problému jsou elegantním přístupem, neboť lze numerické modelování provádět pro celou řadu hvězd konzistentně a volné parametry modelu nastavit tak, aby statisticky výsledky nejlépe odpovídaly kontrolnímu vzorku hvězd. Některé jevy však studium hvězdných větrů znesnadňují. Například možný vznik opticky tlustých zhustků ovlivňuje jak měřicí metodologii, tak výsledky modelů.

Přirozeným přístupem k numerickým modelům je redukce počtu volných parametrů. Touto cestou postupuje model J. Krtičky a J. Kubáta s názvem METUJE. METUJE konzistentně řeší hydrodynamické rovnice současně ve fotosféře hvězdy i v její větrné obálce, tedy přistupuje k problému globálně. Tento přístup se liší od přístupu obvyklého, kdy se modelem postihuje fotosféra hvězdy a jiným modelem vítr, přičemž na vzájemné hranici se tyto modely sofistikovaným způsobem navazují. Navazování však vyvolává přirozenou nekonzistenci v přístupu k problému, neboť reálná hvězda nerozlišuje mezi fotosférou a vyšší atmosférou, obě vrstvy v sebe spojitě přecházejí. Model českých astrofyziků je tedy přinejmenším z tohoto hlediska přirozenější.

Tentokrát použili autoři svůj model k popisu hvězdného větru a tedy i ztráty hmoty hvězd spektrálního typu O, pro něž v literatuře existují mnohá měření, s nimiž lze model porovnávat. Vzhledem k tomu, že model pracuje s určitými zjednodušeními, je třeba zajistit, že tato zjednodušení nemají podstatný vliv. Hvězdné větry O hvězd jsou hnané zářením, tedy důležitou kontrolou je zejména výstupní záření z fotosféry hvězdy. Autoři porovnali svůj model se standardním fotosférickým modelem TLUSTY, jehož autorem je Ivan Hubený, český astronom trvale žijící ve Spojených státech amerických. Porovnání ukazuje dobrou shodu mezi TLUSTY a METUJE pro fotosférickou část modelu.

J. Krtička a J. Kubát tedy vypočetli celou síť modelů fotosfér a větrů O hvězd a porovnali je s výsledky jiných modelů. Z přímého srovnání vyplývá, že METUJE předpovídá výrazně nižší ztráty hmoty hvězdným větrem než modely konkurenční. Přímé porovnání modelu s pozorováním je obtížné, neboť není zcela známo, jak důležitou roli hraje pro danou hvězdu možná tvorba zhustků v hvězdném větru. Naštěstí lze na hrubé úrovni tento jev započítat korekčním faktorem. Po jeho započtení se předpověď modelu METUJE shoduje s pozorováními v rámci chybového intervalu 60 %. Tato dobrá shoda poukazuje na smysluplnost modelu a posiluje jeho perspektivu pro budoucí použití a jeho další rozvoj.

REFERENCE

Krtička, J., Kubát, J., CMF models of hot star winds – II. Reduction of O star wind mass-loss rates in global models, Astronomy&Astrophysics v tisku, preprint arXiv:1706.06194

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.