K dlouhodobým cyklům zářivosti červených obrů by mohly vést menší objekty na jejich oběžné dráze

11. 05. 2021

Hvězdy Exoplanety Astronomie Hnědý trpaslík

Astronomové vedení Igorem Soszyńskim z University of Warsaw prozkoumali 700 červených obrů, aby zjistili, co způsobuje jejich pravidelné poklesy v zářivosti. Jejich výzkum ukazuje, že by mohlo jít o sekundární objekty v systému, které svou gravitací akumulují hmotu z hvězdy v poslední fázi existence v hlavní posloupnosti.

Betelgeuse

jedna z největších známých hvězd v Mléčné dráze. Tento červený obr se nachází ve vzdálenosti 548 světelných let (dříve se odhalovalo 650). Snímek byl pořízený teleskopem Hubble.

Image credit:

Červený obr (také rudý obr) je jedna z konečných fází vývoje hvězd v hlavní posloupnosti. Tyto hvězdy už většinu svého vodíku přeměnily v helium a postupně dochází k expanzi jejich vnějších vrstev. Z hustého jádra původní hvězdy vznikne bílý trpaslík a z odhozených horních vrstev se stane planetární mlhovina.

Do fáze červeného obra se za 5 miliard dostane i Slunce. Jeho velikost se při tom nafoukne až k oběžné dráze Země nebo Marsu. 

Hvězdné cykly
Zářivost hvězd vykazuje různě dlouhé cykly. Ty mohou být dány rotací, aktivitou uvnitř hvězdy nebo na jejím povrchu, případně v blízkém okolí. Pravidelné poklesy zářivosti některých hvězd například vedly k objevu tisíců exoplanet, které na krátkou dobu blokují malou část světla z hvězdy (tzv. tranzit). 

Astronomové už nějakou dobu pozorují zatím nevysvětlenou dlouhou periodu u zhruba třetiny známých červených obrů. Většinou jednou za několik let u těchto hvězd dojde ke krátkodobému poklesu zářivosti.

Nový výzkum
Aby zjistili, co za těmito poklesy v záři hvězd stojí, vybrali astronomové 700 dlouhodobě zkoumaných hvězd. U zhruba poloviny objevili něco nečekaného - v infračerveném světle se objevil další, méně výrazný pokles zářivosti přesně uprostřed tohoto cyklu.

Vědci předpokládají, že tento sekundární pokles v zářivosti souvisí s prachem, který často pozorují právě v infračerveném světle. V těchto případech by dlouhodobý cyklus mohl být způsobem sekundární hvězdou v systému, která akumuluje materiál vyvržený z červeného obra. 

Menší sekundární hvězda v tomto vysvětlení nejprve blokuje světlo z červeného obra při tranzitu podobně jako exoplanety. V polovině cyklu se potom ukrývá za hvězdou, která blokuje infračervené světlo vyzařované prachem, který se kolem sekundární hvězdy akumuluje.

Sekundární objekt by mohl být také hnědý trpaslík, nebo masivní exoplaneta. Tyto objekty se na své oběžné dráze prodírají materiálem, který červený obr do svého okolí uvolňuje. Zvyšují tak svou vlastní hmotnost a z exoplanet se tak mohou snadno stát hnědí trpaslíci. Je také možné, že rostoucí hmotnost hnědého trpaslíka může vést k zážehu termojaderné fúze a vznikne z něj trpaslík červený, který už je plnohodnotnou hvězdou.