Zvětšit obrázek

Vlevo: otevřená hvězdokupa NGC 6791 (snímek pořízený pozemskými dalekohledy SDSS). Zelený obdélník - část hvězdokupy vyfotografované kamerou ACS/HST (snímky vpravo). Vpravo nahoře: snímek pořízený ACS/HST zaplněný hvězdami 8 miliard starými (vlevo nahoře jsou viditelné 2 velmi vzdálené galaxie). Vpravo dole: detail odhalil velmi slabé bílé trpaslíky (ACS/HST). Modré kroužky - teplejší bílí trpaslíci (4 miliardy let); červené kroužky - studenější bílí trpaslíci (6 miliard let). Kredit: NASA, ESA, and L. Bedin (STScI)

Astronomové díky snímkům, které pořídila kamera ACS (Advanced Camera for Surveys) na palubě HST, odhalili další astronomický paradox: zjistili, že v hvězdokupě NGC 6791 existují 3 různě staré populace hvězd, přestože hvězdokupa vzniká celá „najednou“ z mezihvězdného prachoplynného mraku. Otevřená hvězdokupa NGC 6791 leží ve vzdálenosti 13 300 světelných let v souhvězdí Lyry.

Zvětšit obrázek

Luigi Bedin (STScI, Baltimore) „Musíme smířit s dvojím věkem hvězd, potřebujeme zjistit proces, který zpomaluje vývoj některých hvězd.“

Možná neuškodí přirovnání

Představte si ve vašem bytě troje hodiny, které odbíjejí stejný časový okamžik v různou dobu. Astronomové objevili ekvivalent těchto tří nesynchronizovaných „hodin“ ve staré otevřené hvězdokupě NGC 6791. Podle vědců tento problém může podstatně změnit způsob určování stáří hvězdokup.

Astronomové pomocí HST (Hubble Space Telescope) studovali v hvězdokupě nejslabší hvězdy, přičemž odhalili 3 různě staré skupiny. Dvě populace tvoří již „vyhořelé“ hvězdy - bílí trpaslíci. Jedna skupina těchto malých, slabě zářících zbytků hvězd je stará asi 6 miliard let, druhá pak 4 miliardy let. Jejich věk vůbec nesouhlasí se stářím „normálních“ hvězd v hvězdokupě - 8 miliard let.

„Věkový rozdíl je velkým problém, protože hvězdy v otevřené hvězdokupě by měly být stejně staré. Vznikly současně uvnitř velkého mraku mezihvězdného prachu a plynu. Skutečně jsme v rozpacích, protože nevíme, o co jde,“ vysvětluje Luigi Bedin (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland).

„Tento objev znamená, že tam [v hvězdokupě] něco ovlivňuje vývoj bílých trpaslíků, čemu nerozumíme,“ řekl Ivan King (University of Washington, Seattle), vedoucí HST studie.

Po rozsáhlé analýze si členové výzkumného týmu uvědomili, že dvě skupiny bílých trpaslíků mohou vypadat jinak, i když jsou stejně staré. Není vyloučeno, že mladší skupinu (z našeho pohledu) tvoří hvězdy stejného typu, ale „žijící“ v dvojhvězdných (binárních) systémech, kde obě hvězdy obíhají kolem sebe. Kvůli ohromné vzdálenosti hvězdokupy, astronomové nerozeznají jednotlivé složky soustavy, proto tyto dvojhvězdy vidí jako jedinou jasnější hvězdu.

„Jejich větší jasnost je dělá mladšími,“ dodal Maurizio Salaris (Liverpool John Moores University, Velká Británie), člen týmu.

Zvětšit obrázek

Giampaolo Piotto (University of Padova): „Elegantním vysvětlením záhady jsou dvojhvězdy"

Binární soustavy jsou také významnou složkou „normální“ hvězdné populace v NGC 6791 a byly pozorovány i v dalších otevřených hvězdokupách. Ale vůbec poprvé byly v jediné hvězdokupě objeveny rozdílné populace bílých trpaslíků.

„Naše vysvětlení, že dvojhvězdy způsobují anomálii, je elegantním vyřešením zdánlivě nevysvětlitelné záhady," řekl Giampaolo Piotto (University of Padova, Itálie), člen týmu.

Bedinův tým však zastává názor, že se musíme smířit s dvojím věkem hvězd: 8 miliard let pro normální hvězdnou populaci a 6 miliard let pro bílé trpaslíky. „Všechno, co nyní potřebujeme, je nalézt proces, který zpomaluje vývoj bílých trpaslíků,“ řekli astronomové.

Zvětšit obrázek

Kulová hvězdokupa NGC 6791 (Lyra). Kredit: SDSS

Hubbleova kamera ACS (Advanced Camera for Surveys) analyzovala rychlost chladnutí celé populace bílých trpaslíků v NGC 6791 – od těch nejjasnějších po nejslabší. Největší hvězdokupy jsou příliš daleko a bílí trpaslíci jsou příliš slabí, abychom je viděli pozemními dalekohledy. Pouze Hubble může mnoho z nich pozorovat.

Bílí trpaslíci jsou „doutnajícím žhavým popelem“ Slunci podobných hvězd, které již spotřebovaly své palivo a jejich termojaderné reakce vyhasly. Jejich pozůstatek - horké jádro – ale září ještě miliardy let než se bílý trpaslík definitivně „propadne do temnot“. Astronomové užívali bílé trpaslíky ke spolehlivému určení stáří otevřených hvězdokup, protože jsou pozůstatkem prvních hvězd ve hvězdokupě, které již vyčerpaly své termojaderné palivo.

Bílí trpaslíci byli dlouho považováni za spolehlivé „ukazatele času“, protože chladnou předvídatelným způsobem – čím je trpaslík starší, tím je chladnější. To z nich dělalo zdánlivě perfektní hodiny, které „tikají“ téměř tak dlouho, dokud existuje hvězdokupa.

Hvězdokupa NGC 6791, nacházející se v souhvězdí Lyry, je jednou z nejstarších a největších známých otevřených hvězdokup. Je asi 10krát větší než většina otevřených hvězdokup a obsahuje zhruba 10 000 hvězd.

První výsledky výzkumu byly publikovány 10. května 2008 v The Astrophysical Journal a objasnění problému pomocí dvojhvězd bylo zveřejněno v The Astrophysical Journal Letters.

Dalšími členy výzkumného týmu jsou Santi Cassini (Collurania Astronomical Observatory, Itálie) a Jay Anderson (STScI, Baltimore).

Zdroj: ScienceDaily