Hviezdy Tajomstvo hmloviny Stingray

HVIEZDY
Tajomstvo hmloviny Stingray
Redaktor/idw/tlačová správa univerzity v Tübingene
astronews.com
14. septembra 2016

SAO 244567 dlho nechával astronómov zmätok: Hviezda preukázala dramatický nárast teploty, čo sa však v tejto podobe naozaj nedalo vysvetliť. Nové pozorovania teraz odhalili, že ide zjavne o akúsi znovuzrodenú hviezdu. Prvýkrát bola táto fáza v živote hviezdy pozorovateľná v reálnom čase.

Pomocou údajov z Hubblovho vesmírneho teleskopu sa medzinárodnému tímu astronómov podarilo študovať predtým nepozorovanú hviezdnu evolúciu v reálnom čase. Predchádzajúce pozorovania hviezdy s názvom SAO 244567 odhalili dramatický nárast jej teploty. Posledné údaje teraz ukazujú, že hviezda musela za posledných niekoľko desaťročí výrazne ochladiť, a bola tak prakticky znovuzrodená v skoršej fáze života. SAO 244567 je zatiaľ jedinou znovuzrodenou hviezdou, ktorá bola pozorovaná počas fázy ohrievania aj ochladzovania.

Aj keď sa vesmír neustále mení, väčšina procesov je príliš pomalá na to, aby ich bolo možné pozorovať v ľudskom živote. "SAO 244567 je výnimkou. Je to jeden z mála príkladov hviezd, ktoré nám umožňujú zažiť hviezdny vývoj v reálnom čase," vysvetľuje Nicole Reindl, ktorá sa v súčasnosti venuje výskumu na univerzite v Leicesteri, ale doktorát absolvovala na univerzite. Tübingen začal.

Podľa Reindla sa teplota hviezdy v rokoch 1971 až 1990 zdvojnásobila. Hviezda sa dokonca tak zahriala, že bolo možné sledovať, ako ionizovala svoju predtým odpudzovanú škrupinu. Táto žiariaca hmlovina bola odvtedy vďaka svojmu tvaru známa ako hmlovina Stingray - Stingray je anglické slovo pre rejnok.

Pozorovania NKÚ 244567 boli zaznamenané za posledných 45 rokov. Počas svojej dizertačnej práce v Tübingene, ktorú Astronomická spoločnosť uznala za najlepšiu dizertačnú prácu publikovanú v roku 2015 v nemecky hovoriacich krajinách, analyzovala Reindl všetky pozorovania, ktoré za posledné desaťročia zaznamenal SAO 244567. Zistila, že hviezda musela v roku 2002 dosiahnuť maximálnu teplotu okolo 60 000 stupňov Celzia, o 40 000 stupňov viac ako pred 30 rokmi.

„Rýchly nárast teploty by sa dal ľahko vysvetliť, ak by SAO 244567 mala pôvodne troj- alebo štvornásobok hmotnosti nášho slnka,“ hovorí Reindl. „Relatívne vysoké povrchové gravitačné zrýchlenie aj chemické zloženie hviezdy však jasne naznačujú počiatočnú hmotnosť iba asi jednej slnečnej hmoty.“ “ Hviezdy s tak nízkou hmotnosťou sa však zvyčajne vyvíjali v oveľa dlhších časových mierkach, a preto rýchle zahrievanie SAO 244567 zostávalo pre astronómov po celé desaťročia záhadou.

V roku 2014 Reindl a jej tím navrhli teóriu, ktorá by mohla súčasne vysvetliť rýchly vývoj hviezdy a nízku hmotnosť. V tom čase špekulovali, že rýchly ohrev spôsobil takzvaný neskorší tepelný impulz - opätovné zapálenie škrupiny hélia, ktorá sa nachádza mimo jadra hviezdy. Keď hviezda v jadre spotrebuje svoje jadrové palivo, fúzne procesy pokračujú v ulitách okolo centrálnej oblasti. Napríklad tu je tiež zrastené hélium.

Tento scenár, ktorý navrhol Reindl, priniesol jasné predpovede o ďalšom vývoji hviezdy: Keby sa táto fúzia hélia v poslednej dobe skutočne roznietila, potom by to spôsobilo opätovné ochladenie hviezdy a jej rozšírenie. Znovu by sa narodil takpovediac v skoršej životnej etape. Ak nie, hviezda by musela pokračovať v ohrievaní a kontrakcii, kým jej nakoniec nedôjde jadrové palivo. V takom prípade by skončil ako biely trpaslík.

Aby dokázala svoju teóriu o neskorom tepelnom impulze, zaznamenala Reindl nové údaje pomocou spektrografu Cosmic Origins Spectrograph (COS) na palubu Hubblovho vesmírneho teleskopu. Analýza týchto spektier sa uskutočnila počítačovým programom z Tübingenu, ktorý bol vyvíjaný v priebehu desaťročí a ktorý počíta s modelmi hviezdnych atmosfér. Umožnilo to presne určiť vlastnosti horúcich hviezd.

Výsledky tejto analýzy teraz potvrdili teoreticky predpovedaný vývojový scenár: Teplota SAO 244567 sa výrazne znížila a hviezda sa rozšírila. "Centrálna hviezda hmloviny Stingray nie je jediným príkladom rýchlo sa rozvíjajúcej, znovuzrodenej hviezdy. Je to však prvýkrát, čo bola takáto hviezda pozorovaná v tejto konkrétnej fáze," vysvetľuje astronóm.

Nie všetky aspekty správania SAO 244567 však možno vysvetliť predchádzajúcimi výpočtami vývoja hviezd. Reindl objasňuje: „Potrebujeme vylepšené výpočty, aby sme dešifrovali presnú podstatu SAO 244567. Mohli sme sa dozvedieť nielen viac o tejto hviezde, ale aj o vývoji centrálnych hviezd, planetárnych hmlovín všeobecne.“ “

Vedci referujú o svojich výsledkoch v článku, ktorý vyšiel v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.