Novinky
Pokroky ve výzkumu ve Stelárním oddělení: Studium superhmotných rentgenových dvojhvězd
V průběhu semináře Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově 1. června 2015 představovala jednotlivá oddělení své rozpracované či již dokončené vědecké cíle. Jedním z nich byl i výzkum unikátních superhmotných rentgenových dvojhvězd (se zkratkou HMXB - High-Mass X-ray Binaries), kterým se věnuje řecký astronom Grigoris Maravelias právě v rámci svého výzkumu na Astronomickém ústavu AV ČR. Tyto vzácné hvězdné systémy zkoumá zejména zprostředkovaně v Malém Magellanově oblaku – očima viditelném hvězdném ostrově na jižní nebeské polokouli.
Superhmotné rentgenové dvojhvězdy, nebo také zkráceně HMXB systémy, jsou binární hvězdné soustavy, které se skládají ze dvou složek. Jednou z nich je velice hmotná hvězda (o hmotnosti větší jak 8 Sluncí) a tou druhou kompaktní objekt typu neutronové hvězdy nebo černé díry, tedy závěrečného stádia života masivního souputníka. V případě druhé složky jde ovšem o pozůstatek po enormně ničivé explozi zvané supernova a v takové případě se zpravidla zničí celý binární systém. Ovšem u HMXB dvojhvězd tomu tak není a během výbuchu supernovy jsou podmínky takové, že dvojhvězda i tak silně devastující událost přežije a hmotný souputník zůstává i nadále v gravitačním poli centrálního hmotného pozůstatku po supernově druhé složky. Systémy HMXB nám tak dovolují nahlédnout pod roušku tajemství vývoje hmotných hvězd po jejich extrémních životních etapách.
Klíčem k charakteristice HMXB systémů je jejich silné rentgenové záření. Jak hvězdný souputník ztrácí svou hmotnost skrze silný hvězdný vítr (běžné u superhmotných hvězd) nebo prostřednictvím hmoty odtékající z velkého rovníkového disku, jsou částice, z nichž je odvrhovaná hmota tvořena, urychlovány gravitačním polem kompaktní složky (neutronové hvězdy či černé díry) na energie odpovídající rentgenovému záření. Studiem vlastností tohoto záření jsme schopni zjistit, jak se hmota chová pod vlivem nesmírně silného gravitačního a magnetického pole, a pochopit vlastnosti právě zmíněných kompaktních složek.
Význam těchto systémů se navíc pro nás zvyšuje jejich ponurým počtem – jsou pochopitelně dosti vzácné. Pozorování těchto systémů je znemožněno velkým množstvím prachu a plynu ve spirálních ramenech naší Galaxie, takže můžeme vidět pouze několik z nich. V současné době jsme zaznamenali asi 130 takových objektů. Navíc měření vzdáleností mnoha HMXB systémů v naší Galaxii jsou vysoce negativně ovlivněna mezihvězdnými mračny v ramenech Galaxie, což nám znemožňuje správně vypočítat jejich fyzikální vlastnosti. Abychom pochopili tyto systémy, měli bychom se věnovat studiu jejich populace jako celku. Vzhledem k tomu, že to v rámci naší Galaxie není vůbec snadný cíl, musíme hledat podobné populace v jiných blízkých galaxiích. A tak jsme zavítali do galaktického souputníka, Malého Magellanova mračna.
Malé Magellanovo mračno (zkratkou SMC) je nejbližší trpasličí galaxie (pozorovatelná pouze na jižní polokouli), ve které můžeme sledovat vývoj hvězdných populací a zároveň jsou hvězdy v ní drženy pospolitě na poměrně malém prostoru. Vzdálenosti těchto hvězd již byly v minulých desítkách let změřeny dostatečně přesně a neexistuje tedy žádné závažné omezení pro další výzkum. Kromě toho LMC poskytuje odlišné prostředí zrodu hvězd než u ramen Galaxie, což nabízí možnost nahlédnout i na případné rozdíly mezi HMXB systémy v různých galaxiích. A díky tomuto velkému potenciálu v Malém Magellanově mračnu už nyní známe na 100 kandidátů na HMXB systémy, které hodláme dále studovat.
Pozorování a potvrzování HMXB systémů provádíme spektroskopicky, a to zejména s pomocí 4m Anglo-Australského dalekohledu v australském Novém Jižním Walesu. V současnosti jsme potvrdili, že přibližně polovina potenciálních objektů v Malém Magellanově mračně jsou opravdu HMXB systémy a nyní se zabýváme studiem jejich rozdílů v rámci naší Galaxie a SMC. V každém případě jde o pozoruhodné objekty, které by nám měly v budoucnu odhalit zcela nové skutečnosti o vývoji velmi masivních hvězd ve vesmíru.
Přeloženo z původního anglického textu Grigorise Maraveliase.
Kontakt:
Grigoris Maravelias (anglicky)
vědecký pracovník Stelárního oddělení AsÚ AV ČR
email: grigorios.maravelias@asu.cas.cz
Telefon: 323 620 143