Šesťhviezda na obzore

Družica TESS, ilustrácia NASA Goddard Space Flight Center

Poznáte nejaké šesťhviezdy? Teda šestice gravitačne viazaných hviezd obiehajúcich okolo spoločného ťažiska? Málokto asi vie, že napríklad hviezda Castor v súhvezdí Blížencov alebo druhá hviezda v oji Veľkého voza – Mizar a Alcor – sú práve takýmito šesťhviezdami.

Zatiaľ vo vesmíre veľa šesťnásobných systémov nepoznáme. Podľa aktuálnej štatistiky publikovanej v Multiple Star Catalog (skr. MSC) ich je len 13. Väčšinu šesťhviezd tvorí tesný vnútorný pár sprevádzaný vzdialenejšou zložkou alebo ďalším párom, pričom ich vzájomný obeh je veľmi pomalý, niekedy až nepozorovateľný. Ďalšie zložky systému sú v podobnej konfigurácii k tejto vnútornej štvorhviezde – teda okolo takejto štvorhviezdy obieha ešte jedna vzdialenejšia tesná dvojhviezda. Táto tzv. hierarchická štruktúra systému je dlhodobo stabilná, a preto aj takéto systémy pozorujeme.

Unikátny systém

Vďaka údajom z družice TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) skombinovanými s úsilím nadšených astronómov amatérov prezerajúcich stovky tisíc hviezd v databáze sa podarilo objaviť niekoľko zaujímavých hviezdnych sústav. Toto úsilie bolo korunované úplne ojedinelým objavom a článkom v prestížnom americkom časopise Astronomical Journal. Štúdia pojednáva o šesťhviezde s celkovo troma zákrytovými dvojhviezdami. Ide teda o gravitačne viazaný systém, v ktorom obiehajú okolo seba (presnejšie: okolo spoločného ťažiska) tri dvojhviezdy a my sme veľmi blízko rovine ich obehu. Preto zo Zeme vidíme pravidelne sa striedajúce zákryty ich zložiek. Vďaka tejto konfigurácii sme schopní len na základe fotometrických údajov zistiť, že ide o šesťhviezdu. Práve skutočnosť, že tu máme šesť hviezd v troch zákrytových pároch, je celkom unikátna. Ani jeden taký ďalší systém vo vesmíre zatiaľ nepoznáme.
Túto sústavu vidíme ako jednu hviezdu s označením TIC 168789840 na južnej oblohe v súhvezdí Eridanus. Je relatívne jasná (11 magnitúd, teda 100-krát slabšia než najslabšie hviezdy viditeľné voľným okom), a preto sa dá pozorovať pomerne malými ďalekohľadmi s priemerom okolo 15 cm. Hviezda je od nás vzdialená asi 600 parsekov, čiže približne 1 950 svetelných rokov. Na dátach z fotometrie je vidieť striedanie šiestich rôznych typov zákrytov (z každého páru sú totiž dva typy zákrytov – keď prvá hviezda zakrýva druhú a potom druhá tú prvú), a to je ozaj jedinečné. Zákrytové periódy sú krátke: dvojhviezda A – 1,570 dňa, dvojhviezda B – 8,217 dňa a dvojhviezda C – 1,306 dňa, čo je veľmi výhodné pre pozemské pozorovania. Takmer každú noc totiž dochádza k nejakému zákrytu. Zákryty síce nie sú hlboké (len na úrovni stotín magnitúdy), ale okrem zákrytov páru C sú dobre pozorovateľné. Navyše vieme, že pár A obieha s párom C okolo spoločného ťažiska raz za 3,7 roka a celá táto štvorhviezda (AC) potom obieha s dvojhviezdou B okolo seba raz za približne 2 000 rokov.

Schéma sústavy šesťhviezdy, zdroj arXiv:2101.03433v1 [astro-ph.SR]

Zložitá analýza

Okrem údajov zo satelitu TESS boli pri analýze použité aj spektrá zo spektrografov CHIRON na 1,5 m teleskope na Cerro Tololo v Čile a TRES na 1,5 m ďalekohľade na Mt. Hopkins v Arizone, doplnené ešte o snímku s veľmi vysokým rozlíšením zo 4,1 m teleskopu SOAR na Cerro Pachón v Čile. Práve vďaka týmto pozorovaniam sa podarilo zistiť, že systém je aj opticky rozlíšiteľný (štvorhviezda AC je od dvojhviezdy B v súčasnom období vo vzdialenosti 0,42 oblúkovej sekundy). Zo spektier sa ukázalo, že sa v ňom dajú pozorovať len primárne zložky všetkých troch dvojhviezd. Prekvapivo vyšlo najavo, že všetky tri páry sú si navzájom veľmi podobné čo do hmotností jednotlivých zložiek – všetky primárne zložky totiž majú hmotnosti medzi 1,2 až 1,3 hmotnosti Slnka, zatiaľ čo sekundárne zložky majú asi polovičné hmotnosti. Práve preto sa nedali v spektrách detegovať, majú oveľa menšiu svietivosť ako primárne. Hlavná časť analýzy bola založená na simuláciách existujúcich údajov metódou Monte Carlo (fotometria, spektrá) spoločne s analýzou celého systému pomocou špeciálneho softvéru. Toto sa ukázalo ako veľmi efektívny nástroj na určenie fyzikálnych parametrov sústavy vedúci k presvedčivým výsledkom aj napriek tomu, že nemáme napríklad práve spektrá sekundárnych zložiek. Celá analýza si vyžiadala niekoľko mesiacov intenzívnej práce a komunikácie vnútri autorského tímu, ktorý sa za ten čas rozrástol na úctyhodných 50 členov.

RNDr. Zdeněk Komárek

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 4/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre