Novinky
Na čem pracujeme: Jak dlouho spí hvězdná modřenka?
Modré svítivé proměnné jsou hmotné hvězdy známé silnou spektrální a fotometrickou proměnností. Není zcela uzavřeno, v jaké vývojové fázi se tyto vzácné hvězdy nacházejí, ani jakým směrem se bude dále ubírat jejich vývoj. Olga Maryeva ze Stelárního oddělení ASU vedla mezinárodní tým studující hvězdu MN 112. Jejich závěrem je, že jde o velmi hmotnou spící modrou svítivou proměnnou.
Vědci jsou dnes přesvědčeni, že modré svítivé proměnné jsou velmi hmotnými hvězdami v důležité fázi svého vývojového cyklu. V této fázi hvězda ztrácí velké množství hmotnosti prostřednictvím silného hvězdného větru, ale také při gigantických erupcích. Podle vývojových modelů jsou modré svítivé proměnné s hmotnostmi vyššími než 40 Sluncí přechodným obdobím před stádiem Wolfovy-Rayetovy hvězdy, zatímco modré svítivé proměnné s hmotnostmi menšími jsou jejich finálním vývojovým stádiem, pravděpodobně následovaným výbuchem supernovy s kolabujícím jádrem.
Modré svítivé proměnné lze nejčastěji poznat na základě dramatických spektroskopických i fotometrických změn. K nim dochází jak na krátkých časových škálách, ale i na škálách s délkou několika roků, kdy jsou pozorovány velké jasové změny spojené se změnami efektivní teploty a tedy pohybem hvězdy po Hertzsprungově-Russelově diagramu.
Modré svítivé proměnné jsou poměrně vzácné, a tak k pochopení jejich vývojového stádia, vzniku i budoucího vývoje je zapotřebí mít k dispozici opravdu spolehlivě určené kandidáty. I jedna jediná špatně identifikovaná hvězda zařazená do množiny tak může významně posunout statistické parametry skupiny a ovlivnit závěry o této skupině hvězd jako takové. Bohužel, modré svítivé proměnné se obvykle nacházejí ve velkých vzdálenostech, při pozorování ze Země se tak jeví jako slabé a jejich správná identifikace je oříškem, neboť u slabých hvězd často chybí dlouhodobá fotometrie, která je k zařazení mezi modré svítivé proměnné klíčem.
Galaktická hvězda MN 112 byla jako objekt s emisními čarami odhalena již v 70. letech minulého století. Zájem o ni však prudce vzrostl v roce 2009, kdy se ukázalo, že hvězda je zdrojem celé řady zajímavých spektrálních čar. Navíc byla v jejím okolí objevena zřejmě související mlhovina. Na první pohled tak tato hvězda vypadala jako modrá svítivá proměnná. Ne všechny její vlastnosti však odpovídaly vzoru této skupiny hvězd.
Tým astrofyziků z nejrůznějších světových institucí pod vedením Olgy Maryevy ze Stelárního oddělení ASU provedl pečlivou revizi dostupných pozorování s cílem odhalit skutečnou podstatu této hvězdy. Využili skutečně bohatého pozorovacího materiálu. K dispozici měli jednak nedávno pořízená spektra z Perkova dalekohledu v Ondřejově, ale i další spektra s menším rozlišením z jiných observatoří, včetně spekter popisujících i blízkou infračervenou oblast. K posouzení dlouhodobých jasových změn autoři vyhledali v archívech nejrůznějších projektů i fotometrická měření. V jednu datovou řadu tak spojili pozorování z moderní přehlídky Pan-STARRS, z přehlídky pořízené na americkém Mt. Palomaru, pozorování zahrnutá v databázi Americké asociace pozorovatelů proměnných hvězd, ale i digitalizovaného archívu fotografických desek Harvardské observatoře nebo německé observatoře v Postupimi. Fotometrická série tak solidně pokrývala období mezi roky 1926 a 2022.
Z předběžné analýzy pozorování vyplynulo, že ani spektroskopicky (za 12 let) ani fotometricky (za téměř 100 let) se hvězda během sledovaného intervalu příliš nezměnila. To je samo o sobě poněkud neobvyklé, pokud by šlo o modrou svítivou proměnnou.
Vysoce kvalitní spektroskopická pozorování umožnila modelovat vnitřní strukturu, atmosféru i vývoj této hvězdy. K novému modelu přispěla i přesněji určená vzdálenost s pomocí družice GAIA, jejíž střední hodnota vzrostla z 6,93 na 13,53 parseků. Z revidovaného modelu pak vyplývá, že MN 112 je hvězdou s hmotností asi 70 hmotností Slunce, poloměrem 126 poloměrů Slunce a povrchovou teplotou 18 000 K. Její svítivost jedenapůlmilionkrát přesahuje svítivost Slunce.
Je tedy MN 112 modrou svítivou proměnnou? S největší pravděpodobností ano, nachází se ale v prodlouženém spícím stádiu. Vědci si nejsou jisti, jak dlouho vůbec stádium modré svítivé proměnné trvá. Nejčastěji se odhady pohybují mezi tisícem a několika stovkami tisíc let. Autoři poukazují, že i jiné známé modré svítivé proměnné v minulosti vykázaly dlouhá období stability. O v minulosti proběhlé eruptivní aktivitě svědčí i nesymetrický tvar mlhoviny. Malé změny ve světelném toku a tvarech spektrálních čar vodíku jsou u hvězd tohoto typu běžné. Autoři tak navrhují, aby se této hvězdě věnovalo další pozorovací úsilí, protože představuje unikátní příležitost ke studiu klidového období modrých svítivých proměnných.
Michal Švanda
Citace práce
O.Maryeva a kol., How long can LBVs sleep? A long-term photometric variability and spectral study of the Galactic candidate luminous blue variable MN 112, Montly Notice of the Royal Astronomical Society 513 (2022) 5752-5765, preprint arXiv:2205.14542
Kontakt: Dr. Olga V. Maryeva, CSc., olga.maryeva@asu.cas.cz