Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (123): Prašný vulkanismus supernov
Supernovy jsou jevy, které skutečně převratně mění své blízké okolí. V minulosti byly supernovy jedním z rozhodujících faktorů ovlivňujících chemické složení vesmíru. Nedávno bylo zjištěno, že tyto dramatické jevy jsou velmi intenzivním zdrojem prachu. Sergio Martínez-González, Richard Wünsch a Jan Palouš z ASU vytvořili studii, jež si kladla za cíl vysvětlit pozorovaný přebytek infračerveného záření v mladých hvězdokupách prachovými pozůstatky po explozích supernov.
Nedávná pozorování pořízená například Hubbleovým vesmírným dalekohledem nebo astrometrickou družicí Gaia přinesla detailní informace o pohybech hvězd uvnitř hvězdokup. Z nich vyvstaly nové otázky týkající se dlouhodobého dynamického vývoje těchto samogravitujících systémů. Václav Pavlík z ASU byl hlavním autorem teoretické studie, která posuzovala vliv počátečního rozdělení směrů rychlostí hvězd ve hvězdokupě na její vývoj.
Nedávná astronomická studie sledující pohyb Sluneční soustavy v minulosti přinesla důkazy, že za zjištěnou anomálií v koncentraci radionuklidu berylia-10 (10Be) v hlubokomořských sedimentech může stát výbuch blízké supernovy. Výzkum využívá vysoce přesná data z mise Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) k rekonstrukci drah Slunce a okolních hvězdokup za posledních 20 milionů let a počítá pravděpodobnost, s jakou v době zaznamenané anomálie došlo v blízkosti Země k hvězdné explozi. Výsledky publikované v časopise Astronomy & Astrophysics naznačují, že blízkost Sluneční soustavy k aktivní oblasti tvorby hvězd v pozdním miocénu významně zvyšuje pravděpodobnost astrofyzikálního vysvětlení záhadného nárůstu pozemského berylia-10.
Pochopení vývoje hvězdných kup je jedním z důležitých milníků pro správný popis jednak vývoje hvězd samotných a jednak chemického složení a vývoje celých galaxií. Interpretovat přímá pozorování hvězdokup často není zrovna jednoduché. A tak si astrofyzikové pomáhají numerickými simulacemi. Podobně jako Richard Wünsch, Jan Palouš a Soňa Ehlerová z ASU, kteří se prostřednictvím numerických simulací zabývali možnostmi vzniku hvězd druhé generace v hustých hvězdokupách.
V centrech galaxií se nacházejí supermasivní černé díry (SMBH – SuperMassive Black Holes) o hmotnostech několika miliónů až miliard hmotností Slunce. SMBH obklopují centrální hvězdokupy (NSC – Nuclear Star Clusters), což jsou nejhmotnější známé hvězdokupy, o rozměrech převyšujících 10 pc a hmotnostech okolo miliónu hmotností Slunce. SMBH a NSC se nachází ve středech molekulárních zón (CMZ – Central Molecular Zone) složených z hustých oblak mezihvězdné hmoty, kde se tvoří nové hvězdy. Jak však SMBH vznikají a rostou je jednou z nevyřešených otázek dnešní astrofyziky.
Supernovy typu Ia jsou jednou z nejdůležitějších tříd objektů ve vesmíru. Patří mezi tzv. standardní svíčky, tedy objekty, z jejichž jasnosti lze přímo usuzovat na jejich vzdálenosti. Šedá je teorie, zelený je strom života, a tak ani se supernovami typu Ia to není tak jednoduché, jak se původně zdálo. Stéphane Vennes a Adela Kawka z ASU vedli mezinárodní tým, který objevil bílého trpaslíka, jehož vlastnosti poukazují na nepovedený výbuch supernovy.
Dvojhvězda BD+20 5391 se ukázala být mimořádně vzácným případem dvou červených obrů téměř totožné hmotnosti, kteří se vyvíjejí bok po boku. Nová studie vedená týmem z univerzity v Potsdami, na níž spolupracovali i odborníci ze Stelárního oddělení ASU, přináší detailní pohled na jejich fyzikální vlastnosti, oběžnou dráhu a budoucí vývoj. Výsledky naznačují, že z obou obrů brzy začne přetékat hmota do okolí, což může vést buď k jejich splynutí, nebo ke vzniku mimořádně těsné dvojice bílých trpaslíků. Každopádně půjde o jedinečný laboratorní případ vývoje dvojhvězd v pokročilých fázích života.
Po svém „zrození“ ve Velkém třesku se vesmír skládal převážně z vodíku a několika atomů helia. Jedná se o nejlehčí prvky v periodické tabulce prvků. Během 13,8 miliardy let mezi velkým třeskem a současností vznikly všechny ostatní prvky. Mnoho z těchto těžších prvků vzniklo ve hvězdách procesem jaderné fúze. Tím však vznikly pouze prvky těžké maximálně jako železo. Jak vznikly těžší prvky?
U některých galaxií si astronomové povšimli přítomnosti čáry v modré oblasti spektra, která patří ionizovanému heliu. Ke vzniku této čáry jsou zapotřebí vysoké energie. Dosavadní vysvětlení – například vliv horkých a hmotných hvězd – se ukazuje jako nedostatečné. Nová studie ukazuje, že klíčovou roli zřejmě hrají rentgenové zdroje: od černých děr v aktivních jádrech galaxií až po dvojhvězdné systémy s kompaktními objekty. Autoři analyzovali rozsáhlý soubor dat a našli těsnou souvislost mezi intenzitou rentgenového záření a emisí helia, která platí napříč různými typy galaxií. Zdá se tedy, že právě rentgenové zdroje jsou hlavním spouštěčem tohoto mimořádného jevu.
Už je tomu více než rok, co pravidelně dostáváme nové a nové snímky z největšího kosmického dalekohledu současnosti, Dalekohledu Jamese Webba. V infračerveném světle jsme si tak mohli za tuto dobu prohlédnout již většinu z těch nejznámějších objektů hlubokého vesmíru. V nedávné době se k nim přidala Krabí mlhovina. Tu na obloze můžeme najít v souhvězdí Býka nedaleko hvězdy Zeta Tauri. V Messierově katalogu jí patří výsostné první místo. Jde asi o nejznámější pozůstatek po výbuchu supernovy, jaký na obloze najdeme.
31. ledna 2020 zachytila družice Swift mohutný záblesk gama označený GRB 200131A. Už po necelé minutě se k pozorování přidal ondřejovský robotický Small Binocular Telescope a pořídil snímky, které ukázaly prudký pokles optické jasnosti. Tak rychlý start měření je mimořádně vzácný – právě v těchto prvních minutách se může projevit krátkodobá, ale významná fáze výbuchu: tzv. reverzní rázová vlna, kdy část energie míří zpět do vyvržené hmoty.
Jak jsme již informovali v nedělním přehledu aktualit, na obloze je vidět poměrně jasná supernova. Dobře viditelná je i menšími dalekohledy přibližně od 10 cm v průměru a galaxie se nachází vysoko na obloze, takže by ji zatím nemusel tolik přezařovat dorůstající Měsíc. Jedná se o jednu z nejbližších a tudíž i nejjasnějších a nejlépe pozorovatelných explozí supernov za poslední roky. Lze ji tedy zachytit i s pomocí méně náročného vybavení, například se zrcadlovkou s teleobjektivem na jednoduché astronomické montáži.
Dlouhodobá astronomická pozorování přinášejí unikátní údaje pro studium zajímavých hvězdných systémů. Kataklyzmické proměnné představují fascinující kategorii objektů. V těchto těsných systémech proudí hmota z jedné hvězdy – obvykle vyvinuté chladné hvězdy – na druhou složku, kterou bývá bílý trpaslík. Oběžná dráha je typicky několik hodin. U většiny takových systémů se vytváří z proudící hmoty kolem tohoto trpaslíka akreční disk, ale existuje zvláštní podtřída, kde k tomu nedojde: tzv. polary. Nová studie porovnává dva konkrétní polary – BY Camelopardalis a AR Ursae Majoris – a ukazuje, že přestože patří do stejné kategorie, jejich dlouhodobé chování se zásadně liší.
Mezinárodní tým astronomů zabývající se analyzováním dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST) a jiných teleskopů nedávno narazil na fotografii galaktické kupy Abell 370 z let 2010–2016, ve které objevil velice vzácný jev.
Na Měsíci existuje voda. Samozřejmě pod povrchem. A to nikoli jen vázaná v minerálech nebo zachycená v hlubokém stínu kráterů, ale i ve formě vodního ledu v měsíčním regolitu, hlavně v blízkosti pólů a dokonce i jako podzemní jezera. Nová studie českých vědců přináší důkazy o výrazných rozdílech mezi polárními a nepolárními oblastmi Měsíce a identifikuje konkrétní místa, kde je pro výskyt vody větší pravděpodobnost.
Po celé obloze je rozeseto mnoho pozůstatků po extrémně energetických explozích hvězd na sklonku svého života, supernovách. Často se tak stanou cílem astronomických pozorování, obvykle je však velmi obtížné určit stáří takovéto mlhoviny. Na jeden takový objekt v sousední galaxii se zaměřily observatoře NASA, rentgenový teleskop Chandra a Hubbleův kosmický dalekohled.
Asteroidy nemusejí být jen osamělými poutníky Sluneční soustavou – některé jsou tvořeny více velikostně srovnatelnými tělesy, jiné mají své malé měsíčky, a další tvoří složité systémy měsíců se dvěma i více tělesy. Nová studie, u níž byli i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU, se zaměřila na málo známou skupinu asteroidů s družicemi obíhajícími na velmi vzdálených drahách. Tyto tzv. „velmi široké binární systémy“ (VWBA, z anglického very wide binary asteroids) představují extrém v dynamice asteroidů a mohou odhalit klíčové stopy o jejich původu, vývoji, i o kolizní historii rané Sluneční soustavy.
Supernova mnohonásobně jasnější a energetičtější, a pravděpodobně mnohem hmotnější než jakékoliv doposud zaznamenané jevy, byla identifikována mezinárodní skupinou astronomů pod vedením University of Birmingham. Vědecký tým, který zahrnuje odborníky Harvard University, Northwestern University a Ohio University, se domnívá, že supernova pojmenovaná SN2016aps může být příkladem extrémně vzácného případu supernovy s tzv. ´pulsující párovou nestabilitou´, která možná vznikla ze dvou hmotných hvězd, které před explozí splynuly v jeden objekt.
Co kdyby černé díry nebyly jedinými extrémními objekty ve vesmíru? Nejnovější studie ukazuje, jak skalární a elektromagnetická pole ovlivňují gravitaci kompaktních objektů. Poukazuje tak na možnou existenci tzv. nahých singularit a upozorňuje na nečekané důsledky pro pohyb světla a překvapivé vlastnosti oběžných drah hmoty v jejich okolí. Jiří Horák z ASU byl hlavním autorem článku, který zkoumá možnosti detekce různých typů exotických objektů na základě speciálních vlastností oběžného pohybu, které se mohou projevit v přímém pozorování rentgenového záření akrečních disků, které tyto objekty zpravidla obklopují.
