Tisková zpráva
Záhada pulsujících hvězd vyřešena
24. listopadu 2010
Díky objevu první zákrytové dvojhvězdy obsahující proměnnou hvězdu cefeidu se mezinárodnímu týmu astronomů podařilo vyřešit letitou záhadu. Mimořádně vhodné uspořádání systému umožnilo velmi přesně změřit hmotnost cefeidy. Nová data ukazují, že předpovědi teorie hvězdných pulsací jsou správné, zatímco odhady hmotnosti na základě teorie hvězdného vývoje jsou v rozporu s tímto pozorováním.
Výsledky práce týmu astronomů, který vedl Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polsko), byly publikovány 25. listopadu 2010 v novém čísle časopisu Nature.
Pozoruhodné závěry vysvětluje Grzegorz Pietrzyński. „Díky použití spektrografu HARPS ve spojení s 3,6 m teleskopem na observatoři La Silla v Chille, a za pomoci dalších dalekohledů, se nám podařilo změřit hmotnost cefeidy s dosud největší přesností. Výsledek nám umožnil okamžitě rozhodnout, která z dvojice soupeřících teorií předpovídajících hmotnosti cefeid je ta správná.”
Klasické cefeidy (zvláštní typ proměnných hvězd) jsou nestabilní hvězdy, které jsou mnohem větší a jasnější než Slunce [1]. Pravidelně se nafukují a opět smršťují, a celý tento cyklus může trvat od několika dní do několika měsíců. Čím je hvězda zářivější, tím déle jí trvá, než zjasní a opět pohasne; u méně zářivých hvězd je perioda kratší. Tento nápadně přesný vztah dělá z cefeid jeden z nejefektivnějších nástrojů, jak změřit vzdálenost blízkých galaxií, a dále mapovat rozměry celého vesmíru [2].
Přestože jsou cefeidy takto důležité, musíme konstatovat, že jim stále dobře nerozumíme. Odhady jejich hmotností založené na teorii hvězdných pulsací jsou o 20 – 30 % nižší než předpovědi plynoucí z teorie hvězdného vývoje. A tento nepříjemný rozpor přetrvává již od 60. let minulého století.
Aby astronomové mohli tento problém vyřešit, potřebovali najít dvojhvězdu, kde by jednou složkou byla cefeida, a kde by zároveň při pozorování ze Země docházelo ke vzájemným zákrytům složek. V takových párech – zákrytových dvojhvězdách – mohou astronomové jednoduše a s velkou přesností změřit hmotnosti jednotlivých složek [3]. Ani cefeidy, ani zákrytové dvojhvězdy však nepatří k těm nejpočetnějším objektům na obloze, takže šance na nalezení takového neobvyklého páru byla velmi malá. V Galaxii není dosud známa ani jedna taková dvojhvězda.
“Opravdu nedávno se nám ale podařilo hledaný systém objevit mezi hvězdami Velkého Magellanova oblaku. Dvojhvězda obsahuje cefeidu pulsující s periodou 3,8 dne a druhou složku, která je o něco větší a chladnější. Vzájemně se obíhají jednou za 310 dní. Binární charakter objektu byl potvrzen hned prvním pozorováním pomocí spektrografu HARPS,” říká člen týmu Wolfgang Gieren.
Pozorovatelé pečlivě měřili změny jasnosti tohoto neobvyklého objektu, který je znám pod katalogovým označením OGLE-LMC-CEP0227 [4]. Spektrograf HARPS a další přístroje použili také k měření radiálních rychlostí hvězd (ve směru od Země a k Zemi), a to jak v důsledku orbitálního pohybu složek, tak díky pohybu povrchu při pulsacích cefeidy.
Tyto velmi komplexní a detailní informace umožnily vědcům stanovit, jak se hvězdy pohybují po svých drahách a velmi přesně změřit jejich hmotnosti – významně přesněji, než bylo dosud u cefeid možné. Hmotnost této cefeidy je nyní známa s přesností 1 % a je v dokonalém souhlasu s teorií hvězdných pulsací. Na druhé straně se ukázalo, že hmotnost předpovídaná teorií hvězdného vývoje je chybná.
Výrazné zlepšení odhadu hmotností cefeid je pouze jedním z výsledků této práce. Členové týmu doufají, že se jim podaří najít další exempláře těchto velmi užitečných hvězdných párů, aby mohli metodu dále využít. Věří také, že na základě pozorování této dvojice bude možné zpřesnit náš odhad vzdálenosti Velkého Magelanova mračna a dosáhnout chyby jen 1 %, což by vedlo k významnému zpřesnění používaného měřítka vzdáleností ve vesmíru.
Poznámky
[1] První cefeida byla objevena v 18. století a změny jasností těch nejjasnějších lze pozorovat ze dne na den, a to i pouhým okem. Název pochází od hvězdy delta Cephei (souhvězdí Cefeus, Cep), u které poprvé pozoroval změny jasnosti John Goodricke v Anglii v roce 1784. Goodricke byl mimochodem také první, kdo správně vysvětlil změny jasností zákrytových dvojhvězd, jiného typu proměnných hvězd, kde dvě hvězdy obíhají kolem sebe a při pohledu ze Země vzájemně přecházejí jedna před druhou, což vede ke změnám celkové jasnosti. Velmi neobvyklý objekt zkoumaný v uvedené práci je zákrytová dvojhvězda, jejíž jedna složka je cefeida. Klasické cefeidy jsou hmotné hvězdy, výrazně se lišící svým vývojem od podobných pulsujících hvězd s nízkou hmotností.
[2] Vztah perioda/svítivost u cefeid objevila v roce 1908 Henrietta Leavitt[ová]. Tohoto vztahu později využil Edwin Hubble, když poprvé odhadl vzdálenost mlhavých objektů na obloze dnes známých jako galaxie. V současnosti jsou cefeidy pozorovány za účelem přesného odhadu vzdáleností blízkých galaxií, a to pomocí Hubbleova kosmického dalekohledu (Hubble Space Telescope, HST) nebo v případě ESO prostřednictvím teleskopu VLT na observatoři Paranal.
[3] Velmi přesně mohou astronomové určit hmotnosti složek dvojhvězdy v případě, že obě hvězdy mají podobnou jasnost. V takovém případě je možné pozorovat spektrální čáry obou složek společně, jako v případě tohoto objektu.
[4] Katalogové označení objektu OGLE-LMC-CEP0227 pochází z projektu OGLE, v jehož rámci se poprvé podařilo odhalit jeho proměnnost. Více o projektu OGLE na stránkách http://ogle.astrouw.edu.pl/.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku, který vyšel 25. listopadu 2010 v časopise Nature.
Složení týmu: G. Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polsko), I. B. Thompson (Carnegie Observatories, USA), W. Gieren (Universidad de Concepción, Chile), D. Graczyk (Universidad de Concepción, Chile), G. Bono (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Universita’ di Roma, Itálie), A. Udalski (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polsko), I. Soszyński (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polsko), D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile) a B. Pilecki (Universidad de Concepción, Chile, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polsko).
ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 14 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.
Odkazy
Kontakty
Grzegorz Pietrzyński
Universidad de Concepción
Chile
Tel.: +56 41 220 7268
Mobil: +56 9 6245 4545
Email: pietrzyn@astrouw.edu.pl
Wolfgang Gieren
Universidad de Concepción
Chile
Tel.: +56 41 220 3103
Mobil: +56 9 8242 8925
Email: wgieren@astro-udec.cl
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org
Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network
a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org
O zprávě
Tiskové zpráva č.: | eso1046cs |
Jméno: | OGLE LMC-CEP-227 |
Typ: | Local Universe : Star : Grouping : Binary |
Facility: | ESO 3.6-metre telescope |
Instruments: | HARPS |
Science data: | 2010Natur.468..542P |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.