Nejdetailnější pohled na prachový disk kolem stárnoucí hvězdy

Tisková zpráva Evropské jižní observatoře 08/2016

VLTI objevil u stárnoucí hvězdy podobný disk, jaký známe u mladých stálic

Jak hvězdy stárnou a přibližuje se konec jejich života, mohou si kolem sebe vytvořit relativně stabilní disky plynu a prachu. Hmotu pro zformování takového disku odvrhla hvězda prostřednictvím intenzivního hvězdného větru (stellar winds) v období, kdy procházela vývojovou fází rudého obra (red giant). A takový disk nápadně připomíná podobné útvary u mladých hvězd – protoplanetární disky, ve kterých probíhá vývoj planet. Dosud však astronomové neměli možnost přímo porovnat tyto dva typy disků, které doprovázejí počáteční a závěrečná stádia životního cyklu hvězd.  

Ačkoliv známe mnoho mladých hvězd s diskem, které jsou dostatečné blízko, abychom je mohli zkoumat podrobně, až dosud jsme neobjevili žádnou podobnou starou hvězdu s diskem, který by bylo možné současnou technikou zobrazit v dostatečném rozlišení.

To se však nedávno změnilo. Michel Hillen a Hans Van Winckel (Instituut voor Sterrenkunde in Leuven, Belgie) s týmem spolupracovníků využili maximální výkon interferometru VLTI (Very Large Telescope Interferometer) pracujícího na observatoři Paranal v Chile ve spojení s přístrojem PIONIER a novým detektorem RAPID.

Jejich cílem byla stará dvojhvězda IRAS 08544-4431 [1] ležící na obloze v jižním souhvězdí Plachet (Vela) a nacházející se asi 4 tisíce světelných let od nás. Dvojhvězdu tvoří rudý obr, který vyvrhuje množství hmoty do okolního prachového disku, a nedaleko obíhající menší obyčejná hvězda.

Člen výzkumného týmu Jacques Kluska (Exeter University) vysvětluje: „Díky kombinaci světla z několika dalekohledů systému VLTI jsme získali záběr s mimořádnými detaily, který svým rozlišením odpovídá snímku z dalekohledu s primárním zrcadlem o průměru 150 m. Rozlišení je tak velké, že bychom byli schopni určit velikost a tvar eurové mince pozorováním ze vzdálenosti 2 000 km.“

Díky mimořádnému rozlišení těchto záběrů [2] pořízených pomocí VLTI a nové zobrazovací technice, která umožňuje z výsledného obrazu odstranit vliv centrální hvězdy a odhalit tak útvary jejím blízkém okolí, se týmu poprvé podařilo rozlišit jednotlivé složky systému IRAS 08544-4431.

Nejnápadnější strukturou je bezpochyby prstenec. Jeho vnitřní okraj koresponduje velmi dobře s očekávanou pozicí vnitřního okraje prachového disku: blíže ke hvězdě se totiž prachové částice odpařují pod náporem záření.

„Rovněž nás překvapilo, že se nám podařilo odhalit slabou záři pravděpodobně přicházející z malého akrečního disku kolem sekundární složky dvojhvězdy. Věděli jsme, že se jedná o dvojhvězdu, ale neočekávali jsme, že se nám podaří zachytit i menšího souputníka. To, že jsme schopni pozorovat i vnitřní část tohoto vzdáleného systému, je rozhodně důsledek pokroku ve výkonu zařízení díky použití nového detektoru v přístroji PIONIER,“ doplňuje hlavní autor výzkumu Michel Hillen.

Členové týmu objevili, že disky kolem stárnoucích hvězd jsou velmi podobné diskům u mladých hvězd, kde probíhá formování planet. Jestli může v takovém disku kolem staré hvězdy skutečně vzniknout druhá generace planet, je potřeba teprve zjistit. Je to však vzrušující možnost.

„Naše pozorování a modely otvírají zcela nové možnosti ke studiu fyzikálního chování těchto disků, ale i vývoje dvojhvězd. Poprvé máme možnost v dostatečném časovém a prostorovém rozlišení sledovat vzájemné interakce těsné dvojhvězdy a prachu v jejím okolí,“ dodává Hans Van Winckel.

Poznámky

[1] Označení objektu pochází z katalogu zdrojů infračerveného záření, které byly zaznamenány v 80. letech 20. století družicí IRAS. 

[2] Rozlišení interferometru VLTI při použití čtveřice pomocných dalekohledů (Auxiliary Telescopes) je asi 0,001“ (tisícina obloukové vteřiny = 1°/3 600 000).

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku s názvem „Imaging the dust sublimation front of a circumbinary disk” autorů M. Hillen a kol., který byl zveřejněn ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: M. Hillen (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgie), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, UK), J.-B. Le Bouquin (UJF-Grenoble 1/CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Francie), H. Van Winckel (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgie), J.-P. Berger (ESO, Garching, Německo), D. Kamath (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Belgie) a V. Bujarrabal (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Španělsko).

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 E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek
• další informace o přístroji PIONIER a novém detektoru RAPID
• snímky dalekohledu VLT

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

Hans Van Winckel; Instituut voor Sterrenkunde; KU Leuven, Belgium; Tel.: +32 16 32 70 32; Email: Hans.VanWinckel@ster.kuleuven.be

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 ESO1608