Časopis Quark
http://www.quark.sk

Prvá mapa hviezdy

Pomocou interferometra VLTI (very large Telescope Interferometer) na Cerro paranal v Čile sa astronómom podarilo získať dosiaľ najdetailnejšiu snímku cudzej hviezdy – červeného veľobra s názvom Antares.

Povrchové štruktúry červeného veľobra – hviezdy Antares, zrekonštruované z údajov VLTI

Pozorovanie s využitím interferometra VLTI umožnilo astronómom vytvoriť prvú mapu zachytávajúcu rýchlosť pohybu hmoty v atmosfére inej hviezdy, než je naše Slnko. Mapa odhalila nečakané turbulencie v rozsiahlej atmosfére Antaresa. Výsledky boli publikované vo vedeckom časopise Nature.

Pozorovanie povrchu veľobra

Aj pri pohľade voľným okom žiari v súhvezdí Škorpióna (lat. Scorpius) jasná hviezda Antares svetlom, ktoré má zreteľný červený nádych. Ide o mohutného a relatívne chladného červeného veľobra v neskorom štádiu vývoja, ktorý je na ceste k výbuchu supernovy. Keiichi Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Čile) a tím jeho spolupracovníkov využili interferometer VLTI pracujúci na observatóriu na Cerro Paranal v Čile na mapovanie povrchu hviezdy Antares a meranie rýchlostí pohybu hmoty v jeho atmosfére. Získaný záber je doteraz najlepšou snímkou atmosféry (povrchu) hviezdy, samozrejme, s výnimkou nášho Slnka.

Virtuálny superteleskop

Interferometer VLTI je unikátne zariadenie, ktoré umožňuje kombinovať svetlo až zo štyroch prístrojov, či už hlavných ďalekohľadov (Unit Telescopes) s priemerom primárneho zrkadla 8,2 m, alebo pomocných ďalekohľadov (Auxiliary Telescopes) systému VLT so zrkadlami s priemerom 1,8 m. Vzniká tak virtuálny superteleskop s rozlíšením, ktoré by dosiahlo zrkadlo s priemerom až 200 m. Ten umožňuje zobraziť jemné detaily, ktoré sú inak ďaleko za hranicou možností jednotlivých ďalekohľadov. Spôsob, akým obrie hviezdy ako napríklad Antares rýchlo strácajú hmotu v záverečných fázach svojho vývoja, predstavuje astrofyzikálny problém už takmer pol storočia, objasňuje hlavný autor práce Keiichi Ohnaka. VLTI je v súčasnosti jediné zariadenie, ktoré je schopné priamo merať pohyby plynu v rozsiahlej atmosfére Antaresa – čo je úplne zásadný krok pri riešení tohto problému. Ďalším krokom bude zistiť, čo tieto turbulentné pohyby plynu poháňa.

Pohyb hmoty v atmosfére Antaresa

Obraz získaný z troch pomocných teleskopov VLT združený pomocou interferometra poskytuje astronómom obraz ako z obrovského teleskopu s priemerom rovnajúcim sa najväčšej vzdialenosti medzi použitými ďalekohľadmi.

Na základe nových výsledkov sa tímu podarilo vytvoriť prvú dvojrozmernú rýchlostnú mapu pohybov hmoty v atmosfére inej hviezdy ako nášho Slnka. Údaje sa získali pomocou interferometra VLTI, ktorý pri pozorovaní využíval trojicu pomocných ďalekohľadov a prístroj AMBER, ktorý umožnil vytvorenie jednotlivých záberov povrchu Antaresa v malom rozsahu vlnových dĺžok v oblasti infračerveného žiarenia. Členovia tímu použili tieto údaje na výpočet rozdielov v rýchlosti pohybu plynu v rôznych miestach atmosféry hviezdy a tiež na určenie priemernej rýchlosti pohybu nad celým povrchom. Výsledným produktom je mapa relatívnej rýchlosti pohybu plynu v atmosfére nad viditeľným diskom hviezdy Antares – prvá taká mapa pre inú hviezdu než Slnko.

Nové možnosti výskumu hviezd

Astronómom sa podarilo nájsť turbulentný plyn s nízkou hustotou oveľa ďalej od hviezdy, ako sa predpokladalo. Dospeli k záveru, že pozorované štruktúry nemôžu byť dôsledkom konvekcie (teda veľkoškálového pohybu hmoty), ktorý pri väčšine hviezd prenáša energiu zvnútra až do vonkajších vrstiev atmosféry. To je dôvod, prečo treba hľadať nový, doteraz neznámy proces, ktorý dokáže vysvetliť pozorované pohyby v rozsiahlej atmosfére červených veľobrov, akým je Antares. V budúcnosti bude možné túto techniku aplikovať na rôzne typy hviezd a skúmať pohyby v ich atmosférach v dosiaľ nedosiahnuteľných detailoch. Taký výskum bol zatiaľ obmedzený len na naše Slnko, dodáva Keiichi Ohnaka. Naša práca posúva astrofyziku do nových dimenzií a otvára úplne nové možnosti výskumu hviezd.

RNDr. Zdeněk Komárek
Foto ESO

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 12/2017.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre