Zvětšit obrázek

Královna všech superstar, Wolf-Rayetova hvězda R136a1. Kredit: Sephirohq, Wikimedia Commons.

Zvětšit obrázek

Pavel Kroupa. Kredit: University of Bonn.

Bylo nebylo, v blízké galaxii Velké Magellanovo mračno měli velikou emisní mlhovinu Tarantule, známou také jako komplex 30 Doradus. V mlhovině byla mladičká a oslnivá hvězdná porodnice R136, daleko nejjasnější nejen ve Velkém Magellanově mračnu, ale vůbec v celé Místní skupině galaxií. No a právě v téhle hvězdné porodnici seděla čtyři hvězdná monstra, o hodně větší, než jak hvězdy vůbec mohou být. Byla by to hezká pohádka na dobrou noc, ale je to celé pravda, v neobyčejně plodné hvězdokupě R136 našli čtyři divoké a gigantické hvězdy, které se zrodily s hmotností kolem 300 Sluncí. Jednou z nich je R136a1, s aktuální hmotností cca 265 Sluncí největší a nejzářivější ze všech známých hvězd.

Převažující teorie vzniku hvězd a také intenzivní zkoumání oblohy přitom připouštějí hvězdy při porodu tak maximálně 150krát těžší, než naše Slunce. A teď tohle? Jak je to vůbec možné? Znamená to, že se v porodnici R136 děje něco naprosto výjimečného, co se vymyká obvyklé astrofyzice ze známého vesmíru? Právě proto se čtveřici gigantických hvězd přezdívá „hvězdná monstra“.

Možná to ale nakonec nebude zase taková záhada. Se zajímavým nápadem, který vrací čtyřku monster z R136 do lůna fyziky přišli Sambaran Banerjee, Pavel Kroupa a Seungkyung
Oh z Bonnské univerzity. Podle nich jde vlastně o nedorozumění. Monstrózní hvězdy vznikly jako vcelku spořádané obří hvězdy, na naše poměry stále ještě strašlivě veliké, ale jinak normálně vysvětlitelné stávajícími koncepty tvorby hvězd. Monstra se z nich stala až potom, po bouřlivých srážkách sousedních hvězd, o něž v neklidném prostředí R136 podle všeho není nouze.

Badatelé si pracně a sofistikovaně namodelovali historii hvězdokupy podobné R136, pěkně hvězdu po hvězdě. Použili k tomu výpočty chování dynamického systému objektů pod vlivem gravitace podle konceptu simulací N-těles, považované za nejspolehlivější a nejpřesnější matematické modely hvězdokup. Je to podle všeho zatím nejkomplikovanější aplikace těchto simulací, kterou kdy kdo udělal.

Zvětšit obrázek

Mladé hvězdy: červený trpaslík, žlutý trpaslík podobný Slunci, modrý trpaslík, R136a1. Kredit: ESO/M. Kornmesser, Wikimedia Commons.

Vědci k zobrazení výsledků dokonce lstivě využili nadupané grafické karty, obvykle instalované do silných herních počítačů. Nakonec dospěli ke shluku více než 170 tisíc hvězd namačkaných těsně na sebe, často ve dvojicích jako těsné dvojhvězdy.

Zvětšit obrázek

Podivuhodná hvězdná porodnice R136. Kredit: NASA, ESA, F. Paresce, R. OConnell

V tak přecpaném prostředí se může snadno stát, že se rozbije křehká rovnováha partnerů ve dvojhvězdách a ti se za nějaký čas velmi dramaticky srazí. Pokud se do takové srážky přimotají dvě veliké hvězdy, tak je najednou hvězdné monstrum na světě. Není to asi nic výjimečného, v simulacích R136 se takové příšery objevily velice brzy po vzniku samotné hvězdokupy.

Jestliže se Banerjee a spol. nemýlí, nestává se to v každé hvězdné porodnici. Musí být hodně mladá a musí přetékat hvězdami, což oboje porodnice R136 z mlhoviny Tarantule splňuje. Zároveň potřebujeme mít velké štěstí, abychom takové ultramasivní hvězdy pozorovali. Jejich život totiž rozhodně nebude dlouhý. Se svojí příšernou hmotností se prakticky neustále otřásají v nezměrných křečích a jako takzvané Wolf-Rayetovy hvězdy rychle ztrácejí neuvěřitelná kvanta hmoty ve vírech hvězdné vichřice. Za pouhé 2 miliony let takhle divoké existence ztratí více než polovinu své hmoty a schlíple zapadnou mezi své podobně hmotné sousedy.

Model je pochopitelně stále jenom model a není tím řečeno, že přesně takhle se to všechno muselo stát. Jen teď víme, že je to možné. Jsou ale i jiné alternativy. Pokud by konzervativně obří hvězdy byly ve správný čas na správném místě, mohly se tam nacpat mezihvězdným plynem a prachem až k zalknutí a my teď pozorujeme jejich velká břicha.

Zvětšit obrázek

Zoom do Tarantule. Kredit: ESO.

Ať už to ale bylo jakkoliv, Banerjee se přimlouvá za to, abychom jim už neříkali hvězdná monstra, protože se naší astrofyzice nejspíš neprotiví. Mnohem víc by se mu líbilo pojmenování „super hvězdy“, anglicky „super-stars“, což vyzní ještě o něco lépe, než v češtině.

Prameny:

NewScientist 10.8. 2012, Royal Astronomical Society News 7.8. 2012, Wikipedia (Tarantula Nebula, R136a1).