Zvětšit obrázek

Akreční disk kolem dvojhvězdy WZ Sge – původní představa (umělecká představa na základě napozorovaných dat). Kredit: P. Marenfeld and NOAO/AURA/NSF

Tým vědeckých pracovníků, studentů a jejich učitelů se věnoval zejména interagující dvojhvězdě WZ Sagittae (WZ Sge), která se nachází v souhvězdí Šípu (Sagitta). Výzkum je součástí programu pro studenty a jejich učitele (NOAO Observing Program for Teachers and Students).

Zvětšit obrázek

0,9m dalekohled WIYN (National Science Foundation"s Kitt Peak National Observatory)

Tým, který vede astronom Steve B. Howell, sledoval WZ Sge 2,1m dalekohledem NSF (National Science Foundation) a 0,9m WIYN (Wisconsin – Indiana – Yale – NOAO) na observatoři Kitt Peak a infračervenou kamerou IRAC (Infrared Array Camera) na Spitzeru.

Objev presentovali 8. ledna v Austinu na 211. konferenci AAS (American Astronomical Society meeting in Austin, Texas, 7. – 11. ledna 2008).

Vizuální a infračervená pozorování interagujících dvojhvězd potvrzují, že disky horkého plynu okolo zdegenerovaných hvězd v energetických binárních systémech i okolo supermasívních černých děr v centrech aktivních galaxií jsou pravděpodobně mnohem větší.

„Byli jsme velmi překvapení rozdílností výsledků, které získaly dalekohledy optické pozemské a infračervený ve vesmíru,“ říká Howell (National Optical Astronomy Observatory). „Infračervený akreční disk okolo WZ Sge je mnohem větší než dříve viděný pouze prachový. Nová pozorování předpokládají v těchto strukturách přítomnost temné hmoty, která je ve vesmíru všudypřítomná.“

Zvětšit obrázek

Akreční disk kolem dvojhvězdy WZ Sge – nová opravená představa, včetně asymetrického vnějšího disku temné hmoty (umělecká představa na základě napozorovaných dat). Kredit: P. Marenfeld and NOAO/AURA/NSF

Dvojhvězdu WZ Sge tvoří bílý trpaslík (kompaktní hvězda o velikosti Země, ale s hmotností Slunce) a větší, ale méně hmotný a chladnější hvězdný průvodce.

Zvětšit obrázek

Dr. Steve B. Howell

Tím je buď obyčejná hvězda malé hmotnosti nebo hnědý trpaslík. Bílý trpaslík díky své silnější gravitací „okrádá“ svého průvodce o povrchový materiál. A ten postupem času vytvoří okolo bílého trpaslíka akreční disk.

Hvězdy typu WZ Sge se nazývají kataklyzmatické proměnné – hvězdy, které velmi rychle mění jasnost (časová perioda i intenzita svítivosti). Způsobují to změny akrečního disku – materiál z něho padá na povrch bílého trpaslíka a to způsobí vyzáření ohromného množství energie (např. nova, supernova). Hvězdy v takových systémech obíhají okolo společného těžiště ve vzdálenosti odpovídající vzdálenosti Země – Měsíc, ale s oběžnou periodou od několika hodin až po desítky minut (WZ Sge 81 minut).

„Standardní akreční disk“ vymodelovaný na základě napozorovaných dat je tenký prstenec horkého plynu, který obklopuje bílého trpaslíka nebo černou díru – hmotné srdce aktivních galaxií. Uvnitř disku dochází k teplotní distribuci – nejtepleji je blízko centra a teplota klesá směrem k vnějšímu okraji. Pozorování se uskutečnila ve velkém rozsahu spektra – od rentgenového až k blízkému infračervenému.

Zvětšit obrázek

Model akrečního disku okolo WZ Sge odvozený z optické spektroskopie v roce 2001. Kredit: Danny Steeghs/ University of Southampton

Optická pozorování WZ Sge pozemními dalekohledy na observatoři Kitt Peak potvrdila již desítku let známý vizuální vzhled akrečního disku – jeho velikost i teplotu. Střední infračervená pozorování Spitzerem na vlnových délkách 4500 a 8000 nm zcela neočekávaně odhalila mnohem větší, silnější disk chladného prachového materiálu, který obklopuje velkou část plynného akrečního disku.

Dr. Donald W. Hoard

Nově objevený vnější disk sahá do vzdálenosti asi 20krát větší než plynný disk a asi obsahuje tolik materiálu jako středně velká planetka.

„Pravděpodobně všechny naše aktuální modely akrečních disků jsou špatné,“ říká Donald Hoard (Spitzera Science Center), člen výzkumného týmu.

Potvrzení objevu může vést až k přehodnocení dosavadních teoretických modelů, protože formování a vývoj disků závisí na jejich velikosti, teplotě, a složení. Také by mělo dojít k přehodnocení všech dosavadních pozorování systémů obsahujících akreční disky. Navíc prachový mohutnější disk blokuje infračervené světlo a většinu informací přicházejících z centrálního objektu a vnitřních horkých oblastí plynného disku. To vedlo pozorovatele k příliš nízkému odhadu celkové svítivosti centrálního objektu. „Možná to dělá až 50 %,“ říká Howell.

Zřejmě objev akrečního disku kolem WZ Sge bude mít dalekosáhlé důsledky pro astrofyziku, protože prachové disky jsou ve vesmíru všudypřítomné, od planetotvorných systémů až po superhmotné černé díry v srdcích aktivních galaxií (např. některé vzdálené galaxie jsou ve viditelném světle výrazně slabší než ve světle infračerveném).

Model kataklyzmatické dvojhvězdy. Kredit: Stanisław Świerczyński

Na výzkumu se podíleli vědečtí pracovníci Howell, Hoard a Carolyn Brinkworth (Spitzer Science Center), učitel Beth Thomas a student Kimmerlee Johnson (Great Falls Public Schools, Great Falls, MT), učitel Jeff Adkins a student John Michael Santiago (Deer Valley High School, Antioch, CA) a učitel Tim Spuck a student Matt Walentosky (Oil City High School, Oil City, PA).

Zdroj: NOAO

 

Miroslav Plavec

Na závěr smutnou zprávu, která přišla z Kalifornie:

Ve středu 23. ledna 2008 zemřel jeden z nejvýznamnějších českých astronomů 20. století Mirek J. Plavec (1925-2008), žijící od roku 1969 v USA, profesor astronomie na kalifornské univerzitě v Los Angeles (UCLA).

Své první práce věnoval meteorickým rojům, ale je znám především jako jeden ze tří průkopníků modelování přenosu hmoty ve dvojhvězdách, později prováděl velmi významné studie cirkumstelární hmoty v interagujících dvojhvězdách pomocí ultrafialových spekter z družic. Je autorem řady populárních knih,článk v časopisech, podílel se na rozvoji české stelární astrofyziky a také se zasloužil o vybudování dvoumetrového dalekohledu v Ondřejově. Jeho jméno nese planetka (6076) Plavec.  

Rozhovor pro BBC 22. srpna 2001.