Vzrušující objev hmotné binární soustavy v rané fázi jejího vývoje

Astronomové objevili binární systém, který tvoří dvě blízké velmi hmotné mladé hvězdy a poskytují tak vzácnou „laboratoř“ k testování teorií vzniku dvojhvězdných soustav o vysokých hmotnostech. Mezinárodní tým výzkumníků pod vedením University of Leeds určil vzdálenost mezi hmotnou mladou hvězdou PDS 27 a kolem ní obíhajícím hvězdným průvodcem na pouhých 30 AU (astronomických jednotek), což je zhruba 4,5 miliardy kilometrů. To zhruba odpovídá vzdálenosti planety Neptun od Slunce.

Vedoucí studie Evgenia Koumpia ze School of Physics and Astronomy at Leeds, říká: „Toto je velmi vzrušující objev hmotné binární soustavy v rané fázi jejího vývoje, což je jedním z hlavních problémů moderní astronomie. Hvězda PDS 27 a její průvodce patří nyní mezi nejbližší a nejhmotnější objevené mladé hvězdné objekty pozorované v binárních soustavách.“

V současné době je nedostatek známých mladých hmotných binárních systémů ve studovaném vesmíru. Hvězdy o vysoké hmotnosti totiž mají poměrně krátký život, rychle spotřebují své palivo a během několika málo miliónů roků explodují jako supernova. Proto je obtížné je vůbec pozorovat. To limituje naše schopnosti a možnosti testovat teorie vzniku těchto hmotných hvězd.

TIP:   Co na obloze oko nevidí? Třeba galaxie kočky Šklíby v souhvězdí Velké medvědice

Určení vzdálenosti mezi PDS 27 a jejím průvodcem během astronomického výzkumu je významným objevem daným potřebou potvrzení hmotnosti mladých hvězd v binárním systému.

Jako součást své studie astronomové rovněž identifikovali další objekt jako průvodce mladé hmotné hvězdy označované PDS 37. Analýza odhalila, že vzájemná vzdálenost obou hvězd kolísá mezi 42 až 54 astronomickými jednotkami, což je srovnatelné se vzdáleností Pluta od Slunce.

Evgenia Koumpia pokračuje: „Jak tyto binární systémy vznikají, je docela diskutabilní otázkou s několika možnými teoriemi. Pozorování dvojhvězdných systémů v jejich počáteční etapě vývoje jsou rozhodující pro ověření teorií jejich vzniku. Hvězdy PDS 27 a PDS 37 jsou velmi vzácné a důležité laboratoře, které mohou pomoci prověřit teorie vzniku velmi hmotných binárních systémů.“

PDS 27 je přinejmenším 10× hmotnější než Slunce, vysvětluje Evgenia Koumpia, a nachází se ve vzdálenosti zhruba 8 000 světelných roků. K určení přítomnosti hvězdných průvodců u PDS 27 a PDS 37 astronomové použili největší prostorové rozlišení, jaké poskytuje přístroj PIONIER na velkém kosmickém interferometru VLTI (Very Large Telescope Interferometer) na Evropské kosmické observatoři ESO v Chile.

Tento přístroj kombinuje světelné svazky ze čtyř dalekohledů – každý má průměr 8,2 m – a výsledkem je stejné rozlišení jako u jednoho dalekohledu o průměru 130 metrů. Výsledkem je vysoké úhlové rozlišení, které umožňuje astronomům rozlišit složky binárních systémů navzdory jejich obrovské vzdálenosti od Země a jejich těsné vzájemné blízkosti.

Spoluautor studie profesor Rene Oudmaijer (rovněž ze School of Physics and Astronomy at Leeds) říká: „Další velkou otázkou je – kterou astronomové doposud opomíjeli vzhledem k obtížnému pozorování – proč tak mnoho těchto hmotných hvězd se nachází v binárních systémech? Stalo se víc a více jasné, že hmotné hvězdy se téměř nikdy nerodí osamoceně, ale přinejmenším s jedním sourozencem. Avšak důvody, proč tomu tak je, jsou zatím stále nejasné.“

Hmotné hvězdy podstatně ovlivňují své kosmické prostředí. Jejich hvězdné větry, záření a exploze supernov, které generují, mohou pro změnu mít vliv na vznik dalších hvězd. Vývoj a zánik hvězd o vysoké hmotnosti je docela složitý proces, avšak předcházející studie ukázaly, že mohou ovlivňovat velkou měrou vlastnosti dvojhvězd.

Objev hmotných mladých dvojhvězd poskytuje zásadní krok vpřed při schopnosti odpovědět na mnoho otázek, které stále doprovázejí tyto hvězdné objekty. Všechny dosavadní objevy byly možné pouze díky výbornému rozlišení, které poskytuje přístroj PIONIER na soustavě dalekohledů VLTI.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (scitechdaily.com, dias.ie)
Autor: František Martínek
Foto: B. Saxton, NRAO/AUI/NSF, Evgenia Koumpia, University of Leeds
Doporučený odkaz: E. Koumpia, et al., “Resolving the MYSO binaries PDS 27 and PDS 37 with VLTI/PIONIER,” A&A, 2019; doi:10.1051/0004-6361/201834624