bílý trpaslík | Svět2000

Vědci vyřešili 50letou záhadu kuriózního rentgenového záření z Kasiopeji (W)

26. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 91 Zobrazení Astrofyzika, bílý trpaslík, Galaxie, Kasioperja, Polárka, rentgenové záření, Yaël Nazé, záhada

Astrofyzika ESA Nové Vesmírné objevy Záhady vesmíru

Hvězda, kterou lze vidět pouhým okem, nechávala astronomy po celá desetiletí v nejistotě díky svému neobvykle silnému rentgenovému záření.

Nová záhada se objevila v polovině 70. let, kdy se ukázalo, že gama-Cas září v neobvyklém vysokoenergetickém rentgenovém záření. Následné studie zjistily, že původ této rentgenové záře pochází převážně z extrémně horké plazmy o teplotě 150 milionů °C, která září s jasem asi 40krát větším, než se u tak hmotných hvězd obvykle očekává.

Vědci nyní pomocí japonského vesmírného dalekohledu XRISM konečně odhalili zdroj kuriózního záření. Objevili skrytého bílého trpaslíka, který přitahuje materiál a generuje extrémní teplo. Tento objev nejen řeší 50 let starou záhadu obklopující gama galaxii Kasiopeji, ale také potvrzuje existenci dlouho předpovídaného typu dvojhvězdného systému.

Neviditelný společník, který pohlcuje materiál z hvězdy gama-Cas, je viditelné pouhým okem. Kdysi byl odhalen jako viník zvláštního rentgenového záření přicházejícího z hvězdné soustavy, který astronomové nedokázali identifikovat odkud se bere.

Unikátní pozorování s vysokým rozlišením kterou provedla mise X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) odhalila, že rentgenové záření souvisí s orbitálním pohybem doprovodné hvězdy, konkrétně bílého trpaslika, což astronomům umožnilo konečně vyřešit dlouholetou záhadu.

Dvojté W, které zná každý

Hvězda gama-Cas (γ -Cas) je pro Evropany viditelná každou bezoblačnou noc. Tvoří centrální „bod“ charakteristického souhvězdí Kasiopeje ve tvaru písmene „W“.

Přestože je na noční obloze významná, je zahalena tajemstvím od roku 1866, kdy si italský astronom Angelo Secchi všiml něčeho zvláštního v jejím světelném podpisu. Její vodíkový „otisk prstu“ byl jasný, zatímco u hvězd, jako je naše Slunce, se obvykle projevuje jako tmavá čára.

Tento zvláštní útvar zahájil vznik nové třídy hvězd, nazývaných „Be“ hvězdy, slučující „B“ spojené s horkými modrobílými hmotnými hvězdami s „e“ z podivné emise vodíku.

Popis: Hvězda gama-Cas (γ-Cas) tvoří centrální „bod“ charakteristického souhvězdí Kasiopeji ve tvaru písmene „W“. Nachází se blízko „polární hvězdy“ Polárky a pro pozorovatele na severní polokouli je viditelná každou noc.
Rychle rotující hvězda vyvrhuje rotující disk hmoty, což má za následek změny v její jasnosti. Malé dalekohledy odhalují tuto mihotavou jasnost, což z ní činí oblíbený cíl amatérských astronomů.

Trvalo několik desetiletí, než astronomové pochopili, že tyto emise pocházejí z rotujícího disku hmoty vyvrženého rychle rotující hvězdou. Takové disky se mohou v průběhu času hromadit a rozptylovat, což vede ke změnám v jasnosti hvězdy. Díky tomu je hvězda dodnes oblíbeným cílem amatérských astronomů.

Jak se pozorování pomocí dalekohledů zpřesňovala, bylo možné sledovat pohyb gama-Cas a odhalit, že ve jejím okolí musí být doprovodná hvězda s nízkou hmotností, která zůstává pro přímé pozorování pomocí dalekohledů neviditelná. Astronomové se proto domnívají, že by se mohlo jednat o bílého trpaslíka – kompaktní objekt s hmotností Slunce, ale velikosti Země.

Popis: Pozorování s vysokým rozlišením provedená radioteleskopem
XRISM odhalila původ kuriózního rentgenového záření pocházejícího z hvězdy gama-Cas, kterou lze pozorovat pouhým okem: hmota dopadající na svého průvodce, bílého trpaslíka.

S příchodem rentgenových vesmírných dalekohledů, včetně XMM-Newton (ESA), Chandry (NASA) a německého eROSITA, astronomové objevili přibližně dva tucty hvězd typu gama-Cas s podobným neobvyklým rentgenovým zářením, což z nich obecně činí zvláštní skupinu mezi hvězdami typu Be.

Dvě teorie vysokoenergetického rentgenového záření

V průběhu let se vysvětlení vysokoenergetického rentgenového záření zredukovalo na dvě protichůdné teorie. Vyvstala otázka: „Mohlo by lokální magnetické pole hvězdy interagovat s magnetickým polem okolního disku a vytvářet tak horký materiál? Nebo je rentgenové záření generováno materiálem disku hvězdy typu Be dopadajícím na jejího průvodce, bílého trpaslíka?“

Předchozí práce s využitím XMM-Newton skutečně uvolnila cestu pro XRISM, což umožnilo eliminovat řadu teorií a dokázat, která z posledních dvou soupeřících teorií byla správná. Je nesmírně uspokojivé mít konečně přímé důkazy k vyřešení této záhady! Uvádí ve své studii belgická astrofyzička Yaël Nazéová.

Pochopení, že objekty gama-Cas jsou hvězdy typu Be spárované s bílým trpaslíkem, který akreuje materiál, řeší celou záhadu rentgenového záření. Zároveň však otevírá další kuriozitu ohledně toho, jak se formuje a vyvíjí širší populace tohoto typu binárních systémů.

„Tento skvělý výsledek podtrhuje silnou spolupráci mezi japonským, evropským a americkým týmem, který pracuje na projektu XRISM,“ dodává Matteo Guainazzi, vědecký pracovník projektu XRISM v ESA. „Tento mezinárodní tým kombinuje technické a vědecké znalosti potřebné k vyřešení největších záhad rentgenového záření ve vesmíru a otevírá nové možností budoucích výzkumů.“

Zdroje: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/XRISM_solves_famous_star_s_50-year_mystery; autorka vědecké studie Yaël Nazé z Univerzity v Lutychu v Belgii, DOI 10.1051/0004-6361/202558284;

Iveta Mauci

localhost/wp

Vzácná nova brzy zažehne na obloze „novou hvězdu“, výbuch bude viditelný pouhým okem

13. 3. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 0 komentářů 2 min read 2692 Zobrazení bílý trpaslík, červený obr, hv+zsyy, nova, vwsmír

TOP 10 Vesmír

Očekává se, že letos bude noční oblohu zdobit výbuch novy viditelný pouhým okem, který nabídne vzácnou příležitost pozorovat oblohu. Dvojhvězdný systém, ve kterém bílý trpaslík vybuchne jasným světlem poté, co odsaje materiál ze svého většího společníka červeného obra.

Hvězdný systém, který nám nabízí tuto příležitost, je známý jako T Coronae Borealis (T CrB). Nachází se asi 3000 světelných let daleko od Země a skládá se z červeného obra a bílého trpaslíka, kteří obíhají kolem sebe. Když bílý trpaslík ukradne svému červenému obřímu společníkovi dostatek hvězdného materiálu, zažehne na svém povrchu krátký záblesk jaderné fúze a spustí to, co je podle Space, známé jako výbuch novy.

Explozivní hvězdný pár se skládá z bílého trpaslíka, relativně malého, hustého pozůstatku hvězdy a větší hvězdy červeného obra v pozdních fázích hvězdného vývoje, což znamená, že její vnější atmosféra je nafouknutá a slabá. Gravitačně vázané hvězdy jsou dostatečně blízko, že jak se červený obr stává nestabilním v důsledku rostoucí teploty a tlaku, vyvrhuje své vnější vrstvy na bílého trpaslíka. Hromadění hmoty zahřeje hustou atmosféru bílého trpaslíka natolik, že spustí termonukleární reakci, která produkuje novu, kterou vidíme ze Země. Tento cyklus bude pokračovat, jakmile se nova také ztlumí, přičemž bílý trpaslík nasbírá dostatek hmoty k vytvoření dalšího výbuchu.

„Mohla by to být příležitost ke sledování úkazu, který se objeví pouze jednou za život, protože k výbuchu novy dochází pouze přibližně každých 80 let,“ uvedli představitelé NASA v prohlášení.

Tato opakující se nova, která naposledy explodovala v roce 1946, je pouze jednou z pěti pozorovaných nov v galaxii Mléčné dráhy. Aby diváci výbuch zaznamenali, měli by nasměrovat svůj pohled na Corona Borealis, která leží mezi souhvězdími Boötes a Herkules. Výbuch se objeví jako jasná „nová“ hvězda na noční obloze.

Obecně mají tyto dvojhvězdy magnitudu +10, což je příliš slabé, než aby je bylo možné vidět pouhým okem. Během výbuchu však bude mít hvězdný systém velikost +2, což je podle prohlášení srovnatelné s jasností Polárky.

„Jakmile jeho jas vyvrcholí, měl by být viditelný pouhým okem několik dní a jen něco málo během týdne dalekohledem, než znovu ztmavne, možná na dalších 80 let,“ uvedli představitelé NASA.

Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert

Všichni mimozemšťané visí na Dysonových koulích a krouží kolem bílých trpaslíků, tvrdí fyzik

9. 1. 2024 Adam Walko 0 komentářů 5 min read 523 Zobrazení bílý trpaslík, civilizace, exoplanety, mimozemské civilizace, Mléčná dráha, vesmír

TOP 10 Záhady

Právě tam bychom je měli hledat

Dosud nikdo nenašel důkazy o inteligentních mimozemšťanech jinde ve vesmíru. Pokud však existují, mohli by se zdržovat na Dysonových sférách kroužících kolem slupek hvězd podobných Slunci, tzv. bílých trpaslíků, roztroušených po celé Mléčné dráze, tvrdí nová studie. A právě tam bychom měli zaměřit naše pátrání po mimozemšťanech, řekl v e-mailu Live Science spoluautor studie Ben Zuckerman, emeritní profesor fyziky a astronomie na Kalifornské univerzitě v Los Angeles.

Na základě toho, co toto pátrání ukáže, by mohli astronomové odhadnout, kolik vyspělých civilizací se skrývá v galaxii, řekl.

Ať žije civilizace

Každá vyspělá civilizace potřebuje energii: pro jídlo, dopravu, pro konflikty a pro pohodlí. V současné době 10 miliard lidí na Zemi spotřebuje každý rok kolem 580 milionů joulů energie, což podle The World Counts odpovídá energetickému výstupu okolo 14 000 milionů tun ropy. Téměř veškerá lidská energie pochází z fosilních paliv, protože nám chybí technologické znalosti, abychom se mohli spolehnout na největší generátor energie ve sluneční soustavě: Slunce.

Pokud by lidé pokryli každý čtvereční metr zemského povrchu solárními panely, vygenerovalo by to více než 10^17 joulů energie za sekundu. To by stále ztrácelo většinu energie vyzařované sluncem, asi 10^26 joulů za sekundu.

To je motivace, která stojí za Dysonovými koulemi, pojmenovanými po slavném fyzikovi Freemanu Dysonovi, který tuto myšlenku rozvinul v roce 1960. Pokud chce vyspělá civilizace skutečně využít úžasný energetický výstup své domovské hvězdy, musí postavit megastruktury, aby ji zachytily a zablokovaly alespoň část světla hvězdy a přeměňovat tuto energii na jiné užitečné věci. Původní Dysonův návrh pevné koule (se 100% slunečním pokrytím) nefunguje kvůli problémům se stabilitou, protože by bylo nemožné udržet hvězdu ve středu a celá koule by se rozpadla kvůli extrémním slapovým a rotačním napětím. I tak je snadné si představit, že pokročilý druh staví prstence nebo roje obřích struktur pokrytých solárními panely, aby dokončil svou práci.

Neúspěšné starty

Ale bez ohledu na to, jak pokročilý druh je a kolik objektů podobných Dysonovým koulím postaví, budou se muset potýkat s tím, že každá hvězda má omezenou životnost. Pokud kolem typické hvězdy podobné slunci vznikla civilizace, pak se ta hvězda jednoho dne promění v červeného obra a zanechá za sebou studeného bílého trpaslíka. Tento proces bude spékat vnitřní planety sluneční soustavy a jak se bílý trpaslík ochladí, zmrazí ty vnější.

Takže zůstat na povrchu planety není schůdná dlouhodobá možnost. To znamená, že jakýkoli mimozemšťan se může buď sbalit a odejít, najít si nový systém, který by se dal nazývat domovem, nebo vybudovat řadu stanovišť, která sklízejí radiaci ze zbývajícího bílého trpaslíka.

Intenzivní gravitace bílého trpaslíka deformuje svého souseda do tvaru slzy. Pokud mimozemšťané existují, mohli by se poflakovat na Dysonových koulích kolem takových bílých trpaslíků, tvrdí fyzik.

Podle článku napsaného Zuckermanem a přijatého v květnu 2022 k publikaci v časopise Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti se zdá nepravděpodobné, že by se mimozemská civilizace rozhodla projít problémy s cestováním k nové hvězdě, jen aby postavila Dysonovu kouli. Takže tyto megastruktury budou stavět pouze kolem svých domovských hvězd, které se nakonec promění v bílé trpaslíky.

To umožňuje vědcům vytvořit přímé spojení mezi životností hvězd a výskytem Dysonových koulí. Zuckerman usoudil, že pokud astronomové hledají Dysonovy koule kolem bílých trpaslíků a objeví se prázdné, může to pomoci odhadnout, kolik pokročilých civilizací může v galaxii existovat.

Logika funguje následovně: Astronomové změřili pouze malý zlomek všech bílých trpaslíků v galaxii. Pokud se ale dost mimozemšťanů rozhodlo postavit kolem svých domů bílých trpaslíků Dysonovy koule, pak bychom v našich průzkumech měli vidět alespoň jednu Dysonovu kouli. Pokud nevidíme vůbec žádné, pak to stanoví horní hranici počtu mimozemských civilizací, které budují Dysonovy koule kolem bílých trpaslíků. Samozřejmě mohou existovat mimozemšťané, kteří se rozhodnou nepostavit Dysonovy koule, nebo mimozemšťané, kteří staví koule kolem jiných druhů hvězd,

Dlouhodobý pohled

Toto hledání však nebude snadné.

„Pokud nějaké Dysonovy koule existují, bude pravděpodobně těžké je najít, protože existuje tolik hvězd, které je třeba prohledat,“ poznamenal Zuckerman v e-mailu pro Live Science a dodal, že „signál z Dysonovy koule bude pravděpodobně velmi slabý ve srovnání s hvězdou, kolem které obíhá.“

Co je to za signál?

Přítomnost Dysonovy koule (nebo prstence či roje) kolem bílého trpaslíka bude mít dva efekty. Pokud je dostatečně velká nebo dostatečně blízko ke hvězdě, bude blokovat světlo přicházející na Zemi stejně jako tranzitující exoplanety. Ale takové Dysonovy koule mohou také přidat signál z infračerveného záření. Megastruktury budou absorbovat záření z bílého trpaslíka a přemění tuto energii na jiné věci. Protože žádná přeměna není 100% účinná, zanechá tento proces nějaké odpadní teplo, které unikne jako infračervené světlo.

Překvapivě jsme již našli mnoho bílých trpaslíků s nadměrným infračerveným vyzařováním, ale to je podle výzkumného článku způsobeno prachem v těchto systémech, nikoli megastrukturami.

Stávající průzkumy bílých trpaslíků nenašly žádné důkazy o existenci Dysonových koulí. Vzhledem k celkovému počtu bílých trpaslíků, u kterých očekáváme, že budou obývat Mléčnou dráhu, Zuckerman odhaduje, že ne více než 3 % obyvatelných planet kolem hvězd podobných Slunci dá vzniknout civilizaci, která se rozhodne postavit kolem výsledného bílého trpaslíka Dysonovu kouli. Kolem hvězd podobných Slunci je však tolik planet, že tento výpočet poskytuje pouze horní hranici 9 milionů potenciálních civilizací tvořících sféry bílého trpaslíka v Mléčné dráze, uzavřeli vědci.

Nakonec však nikdo neví, kolik vyspělých civilizací může žít v Mléčné dráze, pokud vůbec nějaké, řekl Zuckerman.

„Někteří astronomové, včetně mě, si myslí, že technologický život může být velmi vzácný jev,“ řekl Zuckerman. „Ve skutečnosti můžeme mít dokonce nejpokročilejší technologii v naší galaxii Mléčné dráhy. Ale nikdo to neví, takže stojí za to hledat důkazy.“

Zdroj: Livescience

Adam Walko

Astronomové objevili hvězdu se dvěma tvářemi a jsou zmateni jejím bizarním vzhledem

9. 1. 2024 Petr Kovanda 2 min read 921 Zobrazení anomálie, astronomie, bílý trpaslík, Janus

Nové TOP 10 Vesmír Video

Bílý trpaslík přezdívaný Janus mohl být v přechodu od jednoho živlu dominujícího na jeho povrchu k druhému

Zdá se, že bílý trpaslík má jednu stranu složenou téměř výhradně z vodíku a druhou stranu tvoří helium. Je to poprvé, co astronomové objevili osamělou hvězdu, která, jak se zdá, spontánně vyvinula dvě kontrastní tváře, píše server GRUNGE.

„Povrch bílého trpaslíka se zcela mění z jedné strany na druhou,“ řekla Dr. Ilaria Caiazzová, astrofyzička z Caltechu, která práci vedla. „Když lidem ukážu pozorování, jsou uneseni.“

Objekt, který je více než 1000 světelných let daleko v souhvězdí Labutě, dostal přezdívku Janus podle římského boha přechodu se dvěma tvářemi, ačkoli jeho formální vědecký název je ZTF J203349.8+322901.1. Původně ji objevilo zařízení Zwicky Transient Facility (ZTF), přístroj, který každou noc skenuje oblohu z observatoře Caltech’s Palomar nedaleko San Diega.

Caiazzová hledala bílé trpaslíky a jedna kandidátská hvězda vyčnívala díky svým rychlým změnám jasnosti. Další pozorování odhalila, že Janus se otáčel kolem své osy každých 15 minut. Spektrometrická měření, která poskytují chemické otisky hvězdy, ukázala, že jedna strana objektu obsahovala téměř výhradně vodík a druhá téměř výhradně helium.

Při pohledu zblízka by obě strany hvězdy měly namodralou barvu a podobnou jasnost, ale heliová strana by měla zrnitý, spletitý vzhled jako naše vlastní slunce, zatímco vodíková strana by vypadala hladce.

Dvoutvárnou povahu hvězdy je obtížné vysvětlit, protože její vnější povrch je vyroben z vířícího plynu. „Je těžké, aby se něco oddělilo,“ řekl Caiazzo.

Jedním z vysvětlení je, že Janus by mohl procházet vzácným přechodem, ke kterému podle předpovědi dojde během evoluce bílého trpaslíka.

Bílí trpaslíci jsou doutnající zbytky hvězd, které byly kdysi jako naše slunce. Jak hvězdy stárnou, nafukují se do červených obrů. Nakonec je načechraný vnější materiál odfouknut a jádro se smrští do hustého, ohnivého, horkého bílého trpaslíka s hmotností zhruba jako naše Slunce, přičemž má velikost pouze Země.

Intenzivní gravitační pole hvězdy způsobuje, že těžší prvky klesají k jádru a lehčí prvky se vznášejí, čímž se pod ním vytvoří dvouvrstvá atmosféra hélia, na které je navrchu tenká vrstva vodíku (nejlehčí prvek). Když se hvězda ochladí pod asi 30 000 °C (54 032 °F), silnější vrstva helia začne bublat, což způsobí, že se vnější vrstva vodíku přimíchá, zředí a zmizí z dohledu.

„Ne všichni bílí trpaslíci kromě některých přecházejí na svém povrchu z převahy vodíku na helium,“ řekl Caiazzo. „Možná jsme jednoho takového bílého trpaslíka přistihli při činu.“

Pokud ano, vědci se domnívají, že asymetrické magnetické pole by mohlo způsobit, že přechod nastane nevychýleným způsobem. „Pokud je magnetické pole na jedné straně silnější, mohlo by to omezovat konvekci [bublání ve vrstvě helia],“ řekl Caiazzo. „Na druhé straně by mohla vítězit konvekce, a tak se vodíková vrstva ztratila.“

Zjištění jsou publikována v časopise Nature.

Petr Kovanda

Katastrofa odvrácena! Rogue star se s námi za 29 000 let nesrazí

13. 11. 2023 Tomáš Pokorný 0 komentářů 2 min read 1084 Zobrazení asteroid, bílý trpaslík, Sluneční soustava, srážka, Země

Budoucnost Vesmír

Můžete si oddechnout a sundat lepicí pásku z oken, protože sluneční soustava nebude za 29 000 let zasažena bílým trpaslíkem WD 0810-353. Velmi velký dalekohled ESO (VLT) ukazuje, že dřívější výpočty byly poněkud chybné, píše NEW ATLAS.

Někdy je třeba poodstoupit a podívat se na celou věc z nadhledu. Bohužel, celkový obraz může být dost znepokojivý. Jedna věc je snažit se dosáhnout velkých věcí a vybudovat lepší svět, ale přijde vám to trochu marné, když zjistíte, že špinavá velká hvězda o hmotnosti dvou třetin Slunce může všechno zničit za 29 000 let.

Poslední zděšení přišlo v roce 2022, kdy astronomové Vadim Bobylev a Anisa Bajková analyzovali data zaslaná zpět vesmírnou observatoří ESA Gaia, která byla vypuštěna v roce 2023. Na základě studia posunu spektra bílého trpaslíka WD 0810-353 v souhvězdí Puppis vzdáleného 36 světelných let vypočítali, že hvězda je na kolizním kurzu s naší sluneční soustavou.

Vzhledem k tomu, že hvězda projde pouze ve vzdálenosti 31 000 AU (2,8 bilionů mil, 4,6 bilionů km) od Slunce, nezdá se, že by kvůli tomu bylo třeba nespat, ale tato vzdálenost znamená, že projde Oortovým oblakem, který je domovem ledových objektů udržovaných na své pozici jen díky slabému sevření vzdáleného Slunce. Když jím projde něco jako bludná hvězda, může tyto objekty vymrštit a poslat je do vnitřní sluneční soustavy.

Stručně řečeno: za 29 000 let by to mohlo způsobit déšť komet a asteroidů, podobný tomu, který možná vyhubil dinosaury.

To se však nestane. Jiný tým vědců z Evropské jižní observatoře (ESO) použil zařízení FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) instalované na observatoři ESO VLT na observatoři Paranal v poušti Atacama v Chile.

Pořízení nových spekter hvězdy potvrdilo, že první výpočty nezohlednily silné magnetické pole hvězdy. Takové pole může zkreslit spektrogram, rozprostřít spektrální čáry a posunout je do nových vlnových délek. V případě WD 0810-353 to způsobilo, že se zdálo, jako by se blížila k nám. Po korekci spektra pomocí polarizačního filtru bylo možné provést přesnější výpočet, který ukázal, že první odhad byl více než špatný.

„Zjistili jsme, že rychlost přibližování naměřená projektem Gaia je nesprávná a k předpovězenému blízkému setkání WD0810-353 se Sluncem ve skutečnosti nedojde,“ říká Stefano Bagnulo, astronom z Armaghu a spoluautor studie. „Ve skutečnosti se WD0810-353 možná vůbec nebude pohybovat směrem ke Slunci.“

Jinými slovy, Země je v bezpečí… prozatím.

Výzkum byl publikován v časopise The Astrophysical Journal

Tomáš Pokorný