Objev doprovodné hvězdy u umírající obří hvězdy
Výzkumníci z KU Leuven objevili, že umírající obří hvězda má svého doprovodného partnera. Tento objev nám poskytuje nové pohledy na osud našeho slunečního systému.
Většina hvězd v naší galaxii není osamocena. Často mají alespoň jednu hvězdu, která je obíhá. Tito společníci hrají klíčovou roli v procesu umírání hvězd, ale nikdo dosud nedokázal přímo pozorovat, jak takový doprovod obíhá kolem umírající obří hvězdy v její poslední fázi života. Až dosud.
Výzkumníci spojili pozorování radioteleskopu ALMA z let 2019 a 2023 s daty ze dvou starších misí. Díky tomu se jim podařilo identifikovat doprovodnou hvězdu π1 Gruis. Výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Nature Astronomy.
Proč bylo obtížné to pozorovat?
Představte si, že se snažíte vyfotografovat svíčku vedle obrovského, blikajícího ohniště, které se neustále mění velikostí a vyvrhuje obrovské mraky kouře. Přesně takovou výzvu čelili astronomové při pozorování π1 Gruis.
π1 Gruis je typ hvězdy, které vědci říkají AGB-hvězdy. Je to typ hvězdy, která na konci svého života nabobtnala do obrovských rozměrů. Tato hvězda je stovkykrát větší než naše slunce a může být až 100 000krát jasnější. Dále silně pulzuje a ztrácí obrovské množství hmoty skrze intenzivní hvězdný vítr.
Tato extrémní podmínky činily tradiční detekční metody bezcennými. Doprovodnou hvězdu nelze nalézt pozorováním kolísání světla, protože samotná hvězda pulzuje velmi chaoticky. Měření rychlosti selhávala kvůli turbulentní atmosféře.
Pohled skrze prach a plyn
Objev byl možný díky schopnosti ALMA prohnat se prachem a plynem. Místo jedné jasné skvrny viděli vědci dvě: hlavní hvězdu a vedlejší světélko. Klíčové bylo, že tato druhá skvrna se mezi lety 2019 a 2023 změnila na eliptickou dráhu, což naznačuje, že jde o doprovod. Nejistota tedy nepředstavuje jednoduchý odtok plynu.
Simulace ukazují, že tento doprovod je obklopen akrečním diskem, což je disk plynu a prachu, který „krade“ materiál od své větší sousední hvězdy. Ročně tak absorbuje přibližně 15 procent materiálu, který umírající obr ztrácí.
Stavební bloky života
Hvězdy jako naše slunce se na konci svého života stávají přesně takovými pulzujícími obry, kteří vyvrhují velké množství plynu a prachu. Pochopení tohoto procesu je důležité, neboť je esenciální pro vznik života. Uvolněný materiál totiž obsahuje nové chemické prvky, které vznikly uvnitř umírající hvězdy. Uhlík, dusík, kyslík: stavební bloky života jsou tak vpuštěny do vesmíru.
Tento kosmický cyklus zajišťuje, že každá nová generace hvězd a planet je bohatší na složité prvky. Prakticky každý atom ve vašem těle, kromě vodíku, vznikl uvnitř hvězdy a při její smrti byl vypuštěn do vesmíru.
Vědci stále nevědí mnoho o konečné fázi takových hvězd. Zvláště pokud jde o to, jak blízký společník ovlivňuje ztrátu hmotnosti a vývoj obří hvězdy, je stále hodně nejasností. Nyní mohou astronomové lépe pozorovat, jak tento proces funguje.
Co to znamená pro naši budoucnost
Nyní, když astronomové vědí, jak tato detekční metoda funguje, mohou stejnou techniku aplikovat i na jiné umírající obří hvězdy a tím získat komplexnější obrázek o poslední chaotické fázi života hvězd. „Naše slunce také jednoho dne projde takovou fází,“ říká Mats Esseldeurs, jeden z autorů studie, v tiskovém prohlášení. „Pochopení, jak se blízcí společníci chovají v těchto podmínkách, nám pomáhá lépe posoudit, co se stane s planetami kolem slunce — a jak doprovod ovlivní vývoj samotné obří hvězdy.“
Vědecké kalkulace výzkumníků předpovídají spektakulární osud pro tento systém. V budoucnu se doprovod doslova dostane do rozšiřující se atmosféry obří hvězdy. Tento dramatický scénář by mohl vést k fúzi obou hvězd, nebo k odhození celé atmosféry v ohromné kosmické explozi.
