Novinky

Rozhovor: Vojtěch Šimon - Rentgenové dvojhvězdy

Vesmír je plný nejrůznějších druhů těles nebo jejich seskupení. Různorodosti se nevyhnuly ani dvojhvězdy. Že většina hvězd nežije sama, ale ve dvojici, to je známá věc. Dvojhvězd je ale hned několik druhů a mezi nejzajímavější patří tzv. rentgenové dvojhvězdy. Jejich výzkumem se zabývá dr. Vojtěch Šimon z Astronomického ústavu AV ČR.

Co jsou to rentgenové dvojhvězdy?

Rentgenové dvojhvězdy jsou systémy, které se skládají z kompaktního objektu, jakým je například bílý trpaslík, neutronová hvězda nebo černá díra, a jehož průvodcem je hvězda podobná třeba našemu Slunci. Tato dvě tělesa kolem sebe obíhají s periodou typicky několika hodin. V rentgenových dvojhvězdách dochází k přenosu hmoty z hvězdy slunečního typu na kompaktní objekt a při tom vzniká záření od rentgenového po optické a infračervené a v některých případech až po záření rádiové.

Takže jsou to dvojhvězdy, které se od těch klasických dvojhvězd liší především tím, že vyzařují silné rentgenové záření. Jak to záření přesně vzniká? Ví se to?

Toto záření vzniká právě tím, že hmota dopadá na kompaktní objekt. Při tomto dopadu se hmota zahřívá na velice vysokou teplotu několika milionů stupňů a dosahuje velice vysokých rychlostí. Takže může docházet a také dochází k uvolňování intenzivního záření v rentgenové oblasti.

Rentgenové dvojhvězdy se prakticky nedají pozorovat z povrchu Země. Čím je to způsobeno?

Tyto dvojhvězdy se nedají pozorovat z povrchu Země právě v rentgenovém oboru. To je způsobeno tím, že rentgenové záření je pohlcováno naší atmosférou. Na druhou stranu právě díky tomu atmosféra umožňuje vznik, vývoj a existenci života na naší planetě. V přítomnosti silného rentgenového záření by život na naší planetě nemohl přežít. Na to, abychom mohli pozorovat rentgenové záření z těchto kosmických objektů, musíme vynést přístroje nad zemskou atmosféru. V dnešní době se tak děje většinou pomocí družic umístěných na oběžné dráze kolem Země.

A dostačují současné družice na podrobný výzkum rentgenových dvojhvězd?

Současné družice již umožňují celkem podrobný výzkum rentgenového záření těchto dvojhvězd, pokud uvažujeme výzkum dějů na krátkých časových škálách hodin, maximálně dnů. To nám umožňují současná pozorování běžnými družicemi. Pokud ale potřebujeme vědět, co se s tímto objektem děje na dlouhých časových škálách, jako jsou například týdny, roky nebo desetiletí (a různé procesy probíhají právě na těchto škálách), tak tam potřebujeme speciální rentgenové dalekohledy, které se nazývají rentgenové monitory, a ty jsou v současné době k dispozici pouze na několika umělých družicích.

Pokud jsou rentgenové dvojhvězdy vidět pouze z vesmíru, znamená to, že se vědci o jejich existenci dozvěděli až po vypuštění prvních satelitů?

Tyto objekty jsou vidět v rentgenové oblasti pouze z družic, nebo přesněji řečeno z dalekohledů, které vyneseme nad zemskou atmosféru, ale rentgenové dvojhvězdy září také v optické oblasti, kterou vidí naše oči. Některé rentgenové dvojhvězdy tak byly známé ještě před tím, než bylo objeveno jejich rentgenové záření. Ale teprve v šedesátých letech, kdy byla provedena první rentgenová pozorování z vesmíru, se podařilo ztotožnit některé již předtím známé objekty s těmi rentgenovými zdroji a odhalit tak jejich pravou podstatu. Samozřejmě množství rentgenových dvojhvězd je nejprve objeveno v rentgenové oblasti a teprve poté dalším výzkumem i pomocí pozemních dalekohledů se daří ztotožňovat tyto rentgenové zdroje s objekty, které známe jako zdroj optického záření.

Liší se nějak chování rentgenových dvojhvězd v oboru rentgenovém a optickém?

Obecně se to chování liší. Musíme si totiž uvědomit, že rentgenové a optické záření přichází z různých oblastí ve dvojhvězdě. Zatímco rentgenové záření přichází z těsné blízkosti neutronové hvězdy, bílého trpaslíka nebo černé díry, tak optické záření přichází z daleko větší oblasti, například z akrečního disku, který toto těleso obklopuje. Takže pokud máme možnost zkoumat současně objekt jak v rentgenovém, tak optickém nebo i rádiovém oboru, tak se můžeme dozvědět velké množství informací o tom, co se vlastně děje v různých oblastech tohoto systému a jak tyto děje spolu souvisí.

Kdybychom nasedli do kosmické rakety a zaletěli si k některé rentgenové dvojhvězdě, co bychom viděli?

Jak už jsem řekl, viděli bychom dvě tělesa. To první by bylo malé, buď bílý trpaslík nebo neutronová hvězda, a to druhé by bylo podobné našemu Slunci. Z této hvězdy proudí hmota směrem k tomu menšímu tělesu. To, co ale nejvíc září jak v rentgenové, tak v optické oblasti, nejsou obě hvězdy, ale právě tato přetékající hmota dopadající na menší z hvězd. To, co by nás upoutalo asi nejvíc a čeho bychom si všimli nejdříve a z největší vzdálenosti, je právě proudící hmota, která má většinou tvar tzv. akrečního disku kolem kompaktního objektu.

Na otázky Petra Sobotky odpovídal dr. Vojtěch Šimon ze stelárního oddělení Astronomického ústavu AV ČR