Zahlavi

Omlazující kúra uprostřed Galaxie. Proč rudí obři vypadají jako mladé hvězdy?

13. 11. 2020

„Rudí obři“ jsou pro astronomy zajímavý typ obrovitých, jasně svítících hvězd. Jde o stará vesmírná tělesa, která prošla dlouhým vývojem. Ve středu naší Galaxie se nachází překvapivě málo těchto gigantů. Naopak je zde zvýšené zastoupení mladších hvězd. V časopise The Astrophysical Journal právě vychází studie, která se zvláštnost pokouší vysvětlit. Podíleli se na ní i vědci z Akademie věd ČR.

Studie došla k závěru, že rudí obři v okolí černé veledíry, jež se nachází ve středu Galaxie, nezhynuli. Naopak prošli omlazovací kúrou, která z nich vytvořila zástupce zdánlivě mladších, horkých modrých hvězd.

„Navrhli jsme zajímavý mechanismus, který elegantně vysvětluje početní nerovnováhy jako důsledek jednoho procesu. Tuto hypotézu jsme podpořili výpočty a propracovaným teoretickým modelem,“ vysvětluje Vladimír Karas, ředitel Astronomického ústavu AV ČR. Na studii pracoval spolu s vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR, Centra pro teoretickou fyziku Polské akademie věd ve Varšavě a Fyzikálního ústavu na Univerzitě v Kolíně nad Rýnem.


Hvězdy ve středu Mléčné dráhy na snímku pořízeném pomocí Hubbleova kosmického teleskopu

Centrum naší Galaxie, která se nazývá Mléčná dráha, představuje unikátní laboratoř pro studium dynamických procesů a vzájemných působení mezi jadernou hvězdokupou a centrální černou veledírou. Ta má hmotnost odpovídající 4,1 milionu Sluncí. Jaderná hvězdokupa, tedy skupina hvězd v centrální oblasti, obsahuje celé spektrum druhů hvězd, od pozdních typů až po ty horké. To znamená, že i v těchto složitých podmínkách musely hvězdy vznikat, i když spíše jen příležitostně a s největší intenzitou zhruba před 10 miliardami let.

Postrádá se stovka rudých obrů
Některé studie ovšem ukazují, že kolem černé veledíry chybí kolem stovky rudých obrů. Zdálo by se, že tu funguje mechanismus, který vede k jejich nadměrnému úhynu a současně ke zvýšenému výskytu horkých modrých hvězd.

Autoři studie otištěné v The Astrophysical Journal vycházejí z indicií, že před několika miliony lety byla aktivita jádra Galaxie mnohem větší a vedla ke vzniku mohutných polárních výtrysků tvořených velmi horkou a hustou látkou proudící značnou rychlostí.


Schéma zachycuje červeného obra při průletu výtryskem hmoty proudící od černé díry.

„Pokud by polárním výtryskem procházela hvězda, musela by nutně působením náporového tlaku přijít o část své obálky. Je logické, že ztrátou hmoty budou postiženy obzvláště hvězdy v pozdních vývojových stadiích, zejména tedy rudí obři. Když pak astronomové určují stáří hvězd, mohou být touto omlazující kúrou spleteni. Zdají se být mladšího věku, než ve skutečnosti jsou,“ říká Michal Zajaček z Polské akademie věd.

Chladné řídké obálky nemohou vzdorovat prudkému větru vanoucímu od černé veledíry a jsou odneseny pryč. Proces funguje jako kožní peeling – hvězda po ztrátě obálky zdánlivě omládne. Například rozměr rudého obra se zmenší čtyřikrát. „Přitom by její ,povrchová‘ teplota vzrostla na dvojnásobek a tím osmkrát poklesla její jasnost v infračervené oblasti spektra. Čím blíže bude hvězda obíhat u galaktického středu, tím bude proces efektivnější. V infračervených přehlídkách začnou ,mizet‘ chladní obři,“ dodává Anabella Araudo z Fyzikálního ústavu AV ČR. Hvězda může při tomto procesu ztratit významné množství své hmotnosti.

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, na základě materiálu Michala Švandy z Astronomického ústavu AV ČR.

Foto: NASA/ESA/STScI; ESO; ilustrace z článku Zajaček et al. 2020