Ilustrace dvojhvězdného systému, součástí jakého je i bílý trpaslík, původce novy V1674 Herculis. Plyn strhávaný z velké doprovodné hvězdy naráží na akreční disk a poté proudí podél siločar magnetického pole k povrchu bílého trpaslíka. Kredit: Mark Garlick, Arizona State University

Jen před pár dny jsme se na Oslu věnovali novám, explozím plynných obálek akumulujících se na povrchu bílých trpaslíků, kteří v binárních systémech okrádají gravitací své partnerské hvězdy o plyn ze svrchní atmosféry. Jak kolem bílého trpaslíka přibývá další materiál, ve spodní vrstvě této akreční obálky se zvyšuje teplota a tlak. Až při asi 20 milionech kelvinů nastanou podmínky pro fúzi vodíku v helium. Plynným obalem se začne šířit obrovské množství energie uvolněné jadernými reakcemi. Expanzní tlak záření rychle vyrovnává dostředivý tlak gravitace. Ve stadiu, kdy dosáhne povrchové vrstvy obálky a na krátký čas dochází k remíze, bílý trpaslík se rozzáří zejména v oblasti měkkého rentgenového záření. Jde o krátké stadium „ohnivé koule“, které se podařilo poprvé zachytit před dvěma lety více méně šťastnou náhodou (zde).

Termonukleární energie ale získá nad gravitací převahu a vysokou rychlostí část horké plynné obálky vymrští do okolí. Rozepnutí tento materiál ochladí, čímž se jeho záření posune k delším vlnovým délkám – do oblasti spektra viditelného světla. A „nová hvězda“ – nova – zazáří i v běžných optických teleskopech, případně ji můžeme spatřit volným okem. Ale jen některou a někdy.

Nova Herculis 2021 krátce zazářila 12. 6. 2021 v souhvězdí Herkules poblíž hranice se souhvězdím Orla Kredit: podklad Stellarium, úprava skyandtelescope.org/Bob King

Jako například Novu Herculis 2021 (V1674 Her), kterou jste před rokem mohli zahlédnout na hranici viditelnosti. Ale spíše jen náhodou v krátkém, možná jen 2 hodiny trvajícím časovém okně, navíc za zcela výjimečně dobrých pozorovacích podmínek. A samozřejmě s dokonalou znalostí hvězdné oblohy a místa, kam se dívat. Nakonec dvojhvězdný binární systém, zdroj novy V1674Her, není vůbec blízko. Světlo od něho k nám letělo 15 330 let (vzdálenost asi 4,7 kpc), takže v okamžiku, kdy nova vybuchla, v Evropě žili pravěcí lidé kultury magdaleniénu. Světelné poselství exploze dorazilo k Zemi před rokem. Uniklo pátravým pohledům všech profesionálních teleskopů sledujících oblohu v různých oblastech elektromagnetického spektra a jako prvnímu se 12. června 2021 zjevilo úspěšnému lovci planetek, japonskému amatérskému astronomu Seijiovy Uedovi (foneticky Seidži Ueda). Nová jasnější skvrnka, kterou dalekohledem spatřil v souhvězdí Herkula, poblíž pravého křídla sousedního Orla, se ukázala být zajímavým úlovkem.

V začátku prudce klesající světelná křivka pro viditelnou část spektra Novy Herculis 2021 vytvořená z dat AAVSO Kredit: PopePompus, Wikipedie CC 4.0

Nova Herculis 2021 totiž během několika hodin nejen bleskově zazářila, ale začala i prudce pohasínat. I když časem tento sešup jasu zpomalil, V1674 Her je doposud nejrychlejší pozorovanou novou všech dob. Nyní, když se jasností blíží k situaci před explozí, je opět viditelná jen ve výkonných teleskopech.

Asi první článek s kompletnějšími výsledky pozorování Novy Herculis 2021 se objevil 20. listopadu loňského roku v časopisu The Astrophysical Journal Letters (zde). Již v něm autoři (z USA, VB, Indie) zmiňují pravidelné oscilace s periodou přibližně 501 sekund, pozorované ve viditelném i rentgenovém světle. Tyto pulzace, které byly zjištěny před explozí i v době maximálního zjasnění, neustaly ani po roce a zdá se, že ani v nejbližší době nevymizí, i když nyní je lze vystopovat zejména v oblasti měkkého rentgenu. Mezi odborníky se má za to, že toto pravidelné energetické kolísání souvisí s rotaci samotného bílého trpaslíka. Nejnovější publikovaná práce možnou příčinu oscilace zmiňuje jen okrajově: „Probíhající spektroskopie novy V1674 Her s rozlišením fáze oběžné dráhy může poskytnout informace o rychlosti akrece hmoty, geometrii akrečního disku a rotujícího magnetického pole, jenž by mohlo být zdrojem periody 501 s“.

Otočka za necelých 8 a půl minuty je na hvězdného důchodce celkem svižná pirueta. Bláznivě rychlé je i vzájemné obíhání obou těles gravitací vázaných v binárním systému – bílý trpaslík a doprovodná hvězda. Jak odhalila fotometrická pozorování, kolem společného těžiště oběhnou jednou za přibližně 3 hodiny a 40 minut.

Výzkum tohoto dynamického systému s nejrychlejší novou pokračuje ve snaze co nejlépe pochopit příčinu vzplanutí, následného překotného poklesu jasnosti, odkrýt tajemství pulzací emitovaného světla a mechanismů pohonu podivného „větru“ – toku materiálu unikajícího od bílého trpaslíka do prostoru.

Velký binokulární dalekohled na hoře Mt. Graham v Arizoně je unikátním přístrojem Kredit: Large Binocular Telescope Observatory / NASA

Analýzy mohou prozradit více o tom, jak se hvězdy v binárních systémech vyvíjejí až do svého zániku, jak se podílejí na vzniku planetárních soustav. Mnohé zatím ne zcela chápeme a tato pozorování umožňují ověřovat teoretické koncepty nebo sledovat fyzikální procesy za podmínek, které jsou laboratorně nedosažitelné.

Výzkumem Novy Herculis 2021 se zabývá i tým vedený profesorem Sumnerem Starrfieldem z Arizonské státní univerzity, profesorem Charlesem Woodwardem z Minnesotské univerzity a vědeckým pracovníkem Markem Wagnerem z Ohio State University, který šéfuje i vědeckému oddělení hvězdárny s unikátním Velkým binokulárním dalekohledem (Large Binocular Telescope) na arizonském Mount Graham. Právě tento teleskop slouží – samozřejmě kromě mnohých jiných projektů – k pokračujícímu pozorování novy V1674 Herkulis. V posledním vydání Research Notes of the AAS (Výzkumné poznámky Americké astronomické společnosti) tým zveřejnil krátký článek, či spíše průběžnou zprávu s výsledky dosavadních měření (zde).

Doplňkové informace: Central Bureau for Astronomical Telegrams

Literatura: Research Notes of the AAS, Astrophysical Journal Letters, Arizona State University News