Obria hviezda na diéte
26.11.2015 - Bolo odhalené tajomstvo chudnutia starnúcej hviezdy.
Pomocou VLT (Very Large Telescope) spoločnosti ESO astronómovia zachytili doposiaľ najpodrobnejší obraz hviezdy hyperobra VY Canis Majoris. Pozorovania ukazujú, ako nečakane veľké prachové častice obklopujúce hviezdu jej umožňujú stratiť obrovské množstvo hmoty, akonáhle začne zomierať. Tento proces, ktorý je už konečne pochopený, je nevyhnutný pre také obrovské hviezdy, aby ich pripravil na svoj výbušný zánik supernov.
Obrázok: Obrázok VLT oblasti okolo VY Canis Majoris, ktorú vytvoril SPHERE. (Obrázok: ESO)
VY Canis Majoris je hviezdny Goliáš, červený hyperobr, jedna z najväčších známych hviezd v Mliečnej ceste. Má 30 až 40-krát väčšiu hmotnosť ako slnko a je 300 000-krát svietivejšia. V súčasnom stave by sa hviezda rozprestierala na obežnej dráhe Jupitera, pretože sa v posledných fázach svojho života nesmierne rozširovala.
Nové pozorovania tejto hviezdy sa uskutočnili pomocou prístroja SPHERE na VLT. Systém adaptívnej optiky prístroja opravuje obrázky oveľa lepšie ako predchádzajúce systémy adaptívnej optiky. To umožňuje detailné sledovanie štruktúr, ktoré sú veľmi blízko zdroja jasného svetla. SPHERE jasne demonštroval, ako brilantné svetlo z VY Canis Majoris osvetľuje oblaky hmoty, ktoré ho obklopujú.
V režime ZIMPOL spoločnosti SPHERE mohli astronómovia nielen nahliadnuť hlbšie do stredu oblaku plynu a prachu okolo hviezdy, ale tiež pozorovať, ako bolo svetlo hviezdy rozptýlené a polarizované okolitou hmotou. Tieto merania boli rozhodujúce pre zložité stanovenie vlastností prachových častíc.
Dôkladné vyhodnotenie výsledkov merania polarizácie ukázalo, že tieto prachové zrná s priemerom 0,5 mikrometra zodpovedajú pomerne veľkým časticiam, ktoré sa môžu javiť ako drobné, ale zrná tejto veľkosti sú asi 50-krát väčšie ako prachové častice, ktoré sa inak nachádzali v medzihviezdnom priestore.
Ako sa rozširujú, hmotné hviezdy strácajú veľké množstvo hmoty - každý rok VY Canis Majoris vyžaruje z jej povrchu 30-násobok hmotnosti Zeme vo forme prachu a plynu. Tento oblak hmoty sa vytláča ďalej, skôr ako hviezda konečne exploduje a časť prachu sa zničí, zatiaľ čo zvyšok sa vrhne do medzihviezdneho priestoru. Túto hmotu potom môžeme nájsť spolu s ťažšími prvkami, ktoré vznikli počas výbuchu supernovy počas formovania planét.
Ako hviezda tlačí hmotu v horných vrstvách atmosféry do vesmíru pred výbuchom, zostala dlho - až doteraz - záhadou. Najpravdepodobnejším možným vysvetlením sa javil radiačný tlak, teda sila vyvíjaná hviezdnym svetlom. Pretože je tento tlak veľmi slabý, sú pre tento proces nevyhnutné veľké zrná prachu, pretože inak nie je povrch dostatočný na to, aby dosiahol znateľný efekt.
„Masívne hviezdy žijú krátky život,“ vysvetľuje Peter Scicluna z Taiwanského inštitútu Academia Sinica pre astronómiu a astrofyziku, hlavný autor súčasnej štúdie. "Keď prídu ich posledné dni, stratia veľa hmoty." V minulosti sme boli schopní presne odhadnúť, ako sa to stane. S novými údajmi SPHERE sme však teraz našli veľké škvrny prachu okolo hyperobra. Sú dostatočne veľké na to, aby ich odtlačil silný radiačný tlak hviezdy, čo vysvetľuje rýchly úbytok hmotnosti hviezdy. ““
Prítomnosť tak veľkých zŕn prachu tak blízko pri hviezde znamená, že mrak môže skutočne rozptýliť viditeľné svetlo hviezdy a byť tlačený od hviezdy radiačným tlakom. Vzhľadom na veľkosť prachových zŕn je pravdepodobné, že niektoré z nich prežijú žiarenie spôsobené dramatickou smrťou Canis Majoris ako supernovy. Prach sa potom zmieša s medzihviezdnou hmotou v tejto oblasti, čo podporuje vznik budúcich generácií hviezd a ich animáciu vytvára planéty.