Tisková zpráva
Záhada kosmických rozstřikovačů objasněna
Neobvyklý pár starých hvězd vykouzlil pozoruhodný tvar planetární mlhoviny
8. listopadu 2012
Astronomové pracující s dalekohledem ESO/VLT objevili v centru jedné z nejpozoruhodnějších planetárních mlhovin dvojici vzájemně se obíhajících hvězd. Tento výsledek potvrzuje dlouho diskutovanou teorii popisující jevy, které vedou ke vzniku symetrických struktur hmoty vyvrhované do okolí. Výsledky byly publikovány 9. listopadu 2012 v odborném časopise Science.
Planetární mlhoviny [1] jsou zářícími slupkami plynu, které obklopují bílé trpaslíky – hvězdy slunečního typu v závěrečném stadiu vývoje. Mlhovina Fleming 1 je krásným příkladem tohoto typu objektu, který navíc obsahuje nápadně symetrické jety [2] vlnící se do podoby zakřivených uzlíkovitých vzorů. Mlhovina se nachází v souhvězdí Kentaura a byla objevena teprve před sto lety. Nalezla ji Williamina Flemingová [3], bývalá služebná, která prokázala výrazné astronomické nadání a následně pracovala pro Harvard College Observatory.
Astronomové již dlouhou dobu debatují o tom, jak tyto symetrické jety vznikají. Nikdy však nedospěli k jednoznačnému společnému závěru. Vědecký tým pod vedením Henri Boffina (ESO, Chile) však nyní zkombinoval pozorování mlhoviny Fleming 1 provedená pomocí dalekohledu ESO/VLT s existujícími počítačovými modely, aby mohl detailně vysvětlit, jak tyto bizarní tvary vznikly.
Členové týmu použili dalekohled ESO/VLT k analýze světla přicházejícího z centrální hvězdy mlhoviny. Objevili, že Fleming 1 neukrývá jednoho, ale dva bílé trpaslíky, kteří kolem sebe navzájem obíhají jednou za 28 hodin a 48 minut. Ačkoli dvojhvězdy byly uvnitř planetárních mlhovin pozorovány již dříve, systémy složené ze dvou bílých trpaslíků jsou velmi vzácné [4].
„Vysvětlení původu krásných a spletitých tvarů mlhoviny Fleming 1, ale i dalších objektů tohoto typu, bylo po dlouhou dobu kontroverzní,“ říká Henri Boffin. „Astronomové již dříve navrhovali jako možnou příčinu přítomnost dvojhvězdy. Ale vždy se domnívali, že v tomto případě by hvězdy měly být od sebe ve větší vzdálenosti a obíhat s periodou několika desítek let. Díky našim modelům a novým pozorováním, která nám umožnila detailně prozkoumat tento neobvyklý systém a pohlédnout přímo do srdce mlhoviny, jsme objevili dvojici hvězd obíhající více než tisíckrát blíže.“
Když se život hvězdy o hmotnosti až osmi Sluncí blíží ke svému konci, odvrhne své vnější obálky a začne ztrácet hmotu. To umožňuje horkému jádru intenzivněji vyzařovat energii. Dojde k uvolnění bubliny plynu, která jasně září jako planetární mlhovina.
Zatímco hvězdy jsou kulaté, mnohé planetární mlhoviny mají nečekaně složité tvary s řadou uzlíků, filamentů a jetů hmoty, které vytvářejí spletité vzory. Ty nejpůsobivější mlhoviny – včetně Fleming 1 – obsahují bodově symetrické struktury [5]. V případě této mlhoviny to znamená, že materiál jako by proudil z obou pólů centrální oblasti a vytváří výtrysky ve tvaru písmene S. Nová studie ukázala, že tyto vzory v mlhovině Fleming 1 jsou výsledkem interakce těsné dvojice hvězd – překvapivé labutí písně hvězdného páru.
„Toto je dosud nejkomplikovanější případ centrální dvojhvězdy, pro kterou se simulacemi podařilo správně předpovědět, jak vznikly struktury v okolní mlhovině – a jsou to v pravdě působivé útvary,“ vysvětluje spoluautor práce Brent Miszalski (SAAO a SALT, Jihoafrická republika).
Dvojice hvězd ve středu této mlhoviny je rozhodujícím faktorem pro vysvětlení pozorovaných struktur. Jak hvězdy stárly, zvětšoval se jejich objem – expandovaly. Po určitou dobu tak jedna ze složek plnila úlohu ‚hvězdného upíra‘, který se obklopil akrečním diskem [6]. Obě složky následně interagovaly s tímto diskem, který se díky tomu kymácel podobně jako dětská káča – vykonával tzv. precesi. A právě tento pohyb výrazně ovlivňoval chování hmoty, která byla vyvrhována například v podobě jetů z polárních oblastí systému. Tato studie potvrdila, že precese akrečního disku obklopujícího dvojhvězdný systém způsobuje dokonale symetrické struktury v planetárních mlhovinách, jako je Fleming 1.
Velmi detailní snímky z dalekohledu VLT zároveň odhalily prstenec uzlíků uvnitř mlhoviny. Podobný prstenec hmoty byl pozorován i u jiných typů hvězdných párů a zdá se, že je průvodním znakem přítomnosti dvojhvězdy.
„Naše výsledky přinášejí další potvrzení role, kterou hraje interakce v systému dvojhvězdy při tvarování a možná i při vzniku planetární mlhoviny,“ dodává Boffin.
Poznámky
[1] Planetární mlhoviny nemají nic společného s planetami. Název tohoto typu objektu vznikl v 19. díky tomu, že některé z těchto mlhovin při pozorování malými dalekohledy připomínaly kotoučky vzdálených planet.
[2] Jety jsou výrony velmi rychle se pohybujícího plynu, vyvrženého z centrální oblasti planetární mlhoviny. Většinou jsou přesně směrovány – jedná se o dvojici proudů v opačném směru – a díky tomu se jen velmi málo rozptylují při svém pohybu prostorem.
[3] Mlhovina Fleming 1 je pojmenována po skotské astronomce Williamině Flemingové, která ji objevila v roce 1910. Původně pracovala jako služebná u ředitele Harvard College Observatory. Později však byla zaměstnána jako zpracovatelka astronomických dat na observatoři. Patřila ke skupině zručných harvardských počtářek – žen zaměstnaných na observatoři, aby prováděly matematické výpočty a administrativní práci. Ve své době objevila řadu astronomických objektů včetně 59 plynných mlhovin, přes 310 proměnných hvězd a 10 nov, u kterých jí byl připsán kredit objevitelky. Mlhovina Flaming 1 má také řadu dalších pojmenování a označení: PN G290.5+07.9, ESO 170-6 a Hen 2-66.
[4] Členové týmu zkoumali tyto hvězdy pomocí přístroje FORS na dalekohledu VLT (Observatoř Paranal, Chile). Jednak pořizovali snímky, ale také spektra za účelem odvození informací o pohybech hmoty v mlhovině, její teplotě a chemickém složení centrálních hvězd.
Podle provedených měření mají jednotlivé složky dvojhvězdy hmotnost v rozmezí 0,5 až 0,86 hmotností Slunce, respektive 0,7 až 1,0 hmotnosti Slunce. Členům týmu se díky analýze světla a studiu vývoje jasnosti podařilo vyloučit možnost, že by se v tomto systému vyskytovala normální hvězda. Jak kolem sebe hvězdy obíhají, změny jasnosti jsou jen velmi slabé. Normální hvězda by byla zahřívána horkým bílým trpaslíkem a vzhledem k tomu, že mu nastavuje stále stejnou část (podobně jako Měsíc Zemi), existovala by na ní jedna ‚horká a jasná‘ polokoule a druhá ‚chladná a tmavá‘. To by se projevilo nápadnějšími pravidelnými změnami jasnosti. Centrální objekt je tedy velmi pravděpodobně pár bílých trpaslíků – což je velmi exotická situace.
[5] V tomto případě má každá část mlhoviny přesný protějšek, který se nachází na opačné straně ve stejné vzdálenosti od centrální hvězdy. Stejný typ symetrie mají například hrací karty.
[6] Takový disk vzniká, když proud materiálu unikajícího z hvězdy protéká hranicí, která je známa jako Rocheův lalok. Uvnitř tohoto laloku je všechna hmota vázána gravitací k mateřské hvězdě a nemůže uniknout. Když se ale lalok naplní až po okraj, hranice je překročena a hmota přetéká pryč od hvězdy a dochází k jejímu přenosu na druhou složky dvojhvězdy (obecně na jiný blízký objekt). Kolem ní se vytváří akreční disk.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku “An Interacting Binary System Powers Precessing Outflows of an Evolved Star” autorů H. M. J. Boffin a kol., který vyšel v odborném časopise Science 9. listopadu 2012.
Složení týmu: H. M. J. Boffin (European Southern Observatory, Chile), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory; Southern African Large Telescope Foundation, Jihoafrická republika), T. Rauch (Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Tübingen, Německo), D. Jones (European Southern Observatory, Chile), R. L. M. Corradi (Instituto de Astrofísica de Canarias; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Śpanělako), R. Napiwotzki (University of Hertfordshire, Spojené království), A. C. Day-Jones (Universidad de Chile, Chile), and J. Köppen (Observatoire de Strasbourg, Francie).
V roce 2012 si připomínáme padesáté výročí založení Evropské Jižní Observatoře (ESO). ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie.
ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.
Odkazy
- odborný článek
- snímky dalekohledu VLT
Kontakty
Henri Boffin
ESO
Santiago, Chile
Tel.: +56 2 463 3126
Email: hboffin@eso.org
David Jones
ESO
Santiago, Chile
Tel.: +56 2 463 3086
Email: djones@eso.org
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press 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.: | eso1244cs |
Jméno: | Fleming 1, PN G290.5+07.9 |
Typ: | Milky Way : Nebula : Type : Planetary |
Facility: | Very Large Telescope |
Instruments: | FORS2 |
Science data: | 2012Sci...338..773B |
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.