Upíří hvězdy vysávají své souputníky a matou astronomy

27.07. 09:08 | Autor: - von -, - red -

Upíří hvězda nasává čerstvý vodík z hmotnější složky dvojhvězdy.

Nová studie provedená pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře ukázala, že většina velmi jasných a extrémně hmotných hvězd, které významně ovlivňují vývoj galaxií, nežije osamoceně. Téměř tři čtvrtiny z nich mají hvězdného souputníka. Většina párů zažívá mohutné vzájemné interakce, jako je přenos hmoty z jedné složky na druhou. A asi třetina těchto dvojhvězd se nakonec slije do jediného objektu.

Mezinárodní tým astronomů o svých zjištěních informoval v časopise Science. Vědci použili dalekohled VLT ke studiu hvězd spektrálního typu O, které mají vysokou povrchovou teplotu, jsou velmi hmotné a jasné. Tyto hvězdy prožijí krátký bouřlivý život a hrají klíčovou úlohu ve vývoji galaxií.

"Tyto hvězdy jsou opravdové obludy," říká hlavní autor studie Hugues Sana z Amsterdamské univerzity. "Hmotností patnáctkrát převyšují naše Slunce a mohou být až milionkrát jasnější. Jsou tak horké, že záři jasným modrobílým světlem a jejich povrchová teplota dosahuje 30 000 °C (asi pětkrát víc než u Slunce, pozn. red.)."

Astronomové zkoumali 71 hvězd typu O, které se nacházejí v šesti nedalekých mladých hvězdokupách naší galaxie. Ukázalo se, že tři čtvrtiny z nich jsou součástí dvojhvězdných systémů, přičemž značná část z párů je k sobě natolik blízko, aby mezi nimi mohlo docházet k přenosu hmoty nebo vzájemnému slévání.

Části mlhoviny Carina (vlevo), Orlí mlhoviny (uprostřed) a mlhoviny IC 2944 (vpravo). Každá z nich obsahuje několik hvězd typu O (v kroužcích).

Vzácné, ale důležité

Hvězdy spektrálního typu O představují pouhý zlomek procenta populace hvězd ve vesmíru, ale ve vývoji galaxií hrají důležitou úlohu. Hvězdný vítr a rázové vlny, které produkují, mohou zažehnout i ukončit zrod dalších hvězd, jejich záření rozsvěcuje mlhoviny, a když explodují jako supernovy, obohacují galaxie o těžké prvky nepostradatelné pro vznik života. Jsou také spojeny se záblesky záření gama, které patří k nejenergetičtějším jevům ve vesmíru.

Vzájemné spojení dvou hvězd, které podle odhadů nastane u dvaceti až třiceti procent párů obsahujících typ O, je opravdu bouřlivý proces. Ale i přenos hmoty, který je ve srovnání se splynutím velmi mírným jevem, má výrazný vliv na další vývoj obou hvězd. Dochází k němu až v polovině případů.

Až doposud astronomové předpokládali, že těsné dvojhvězdy s masivní složkou se vyskytují výjimečně, a jsou dobré jen k tomu, aby vysvětlily exotické jevy jako rentgenové dvojhvězdy, dvojité pulsary a páry černých děr. Nová studie ukazuje, že jejich význam je mnohem větší.

Starší, než se zdálo

V případě "upířích hvězd" je menší a méně hmotná složka "omlazována" díky tomu, že nasává čerstvý vodík z hmotnější složky dvojhvězdy. Její hmotnost se postupně zvyšuje a hvězda svého souputníka přežije. A nejen to; žije mnohem déle než osamocené hvězdy stejné hmotnosti.

Hmotná složka naopak materiál ztrácí, a to tak rychle, že přijde o celou svou vnější obálku dříve, než dospěje do vývojového stadia zářivého rudého superobra. Místo toho dojde k obnažení jejího jádra. Díky tomu se může hvězdná populace vzdálené galaxie zdát celkově mladší, než ve skutečnosti je. Obě složky dvojhvězdy se statnou ještě žhavějšími a ještě více zmodrají, vypadají proto mladší. Poznání pravého stáří populace interagujících vysoce hmotných hvězd je tedy zásadní pro správné zařazení vzdálených galaxií.

"Jediné informace, které astronomové mají o vzdálených galaxiích, pocházejí ze světla, které dopadne na objektivy našich teleskopů. Bez určitých předpokladů o tom, co je za charakter tohoto světla zodpovědné, nemůžeme učinit žádný závěr o dané galaxii, například jak je hmotná či stará. Tato studie ukazuje, že naše dosavadní představy mohly vést k chybným závěrům," dodává Hughes Sana.

Jak poznat dvojhvězdu

Složky dvojhvězd se většinou nacházejí u sebe příliš blízko na to, aby je bylo možné pozorovat přímo jako oddělené zdroje světla. Členové týmu však byli schopni jejich podvojnost odhalit pomocí spektrografu, který rozdělí světlo hvězdy stejným způsobem jako hranol do podoby duhy.

Ve světle hvězdy jsou podobně jako čárový kód uloženy otisky prvků přítomných v její atmosféře, protože každý z nich pohlcuje specifické vlnové délky světla. Při pozorování jedné hvězdy jsou tyto absorpční čáry stálé. Ale u dvojhvězd jsou čáry jednotlivých složek vzájemně posunuty díky pohybu hvězd.

Do jaké míry jsou čáry posunuty a to, jak se posun během pozorování mění, může astronomům pomoci určit, jak jsou hvězdy od sebe daleko a jak se pohybují.

Foto: ESO/L. Calçada/S. E. de Mink

Autor: - von -, - red -