Extrémny podivný dvojhviezdny systém

Medzinárodnému tímu astronómov sa pomocou ďalekohľadu Very Large Telescope podarilo objaviť najžeravejší a najhmotnejší exemplár dotykovej dvojhviezdy, teda takej, kde sú zložky tak blízko seba, že sa doslova navzájom dotýkajú. Hviezdy v tomto mimoriadnom systéme označenom VFTS 352 však smerujú k neodvratnému a dramatickému zániku, počas ktorého buď splynú do jednej obrej hviezdy, alebo vytvoria dvojitú čiernu dieru. Dvojhviezda VFTS 352 sa nachádza v susednej galaxii - Veľkom Magellanovom oblaku - vo vzdialenosti asi 160 000 svetelných rokov od nás, vo vnútri známej hmloviny Tarantula. Táto pozoruhodná oblasť patrí k miestam s najaktívnejšími procesmi tvorby nových hviezd v neďalekom vesmíre. Nové pozorovania pomocou ďalekohľadu VLT odhalili, že tento pár mladých hviezd patrí k najextrémnejším a najpodivnejším systémom aké poznáme. Sústavu VFTS 352 tvorí dvojica veľmi horúcich, jasných a hmotných hviezd, ktoré okolo seba obiehajú s periódou len o niečo viac než jeden deň. Stredy hviezd od seba delí vzdialenosť len 12 miliónov kilometrov. To je tak blízko, že ich povrchy splývajú a medzi hviezdami sa vytvára most, ktorý ich spája. VFTS 352 je dosiaľ najhmotnejším známym exemplárom malej skupiny kontaktných hviezd so spoločnou obálkou – celková hmotnosť systému je 57 krát vyššia než hmotnosť Slnka. Zároveň tento systém obsahuje najžeravejšie zložky zo všetkých takýchto známych sústav – ich povrchová teplota presahuje 40 000 K. Extrémne hviezdy, ako je dvojica v systéme VFTS 352, hrajú kľúčovú úlohu vo vývoji galaxií a predpokladá sa, že patria k hlavným producentom takých chemických prvkov, ako je kyslík. Tieto dvojhviezdy majú priamy vzťah aj k podivnému správaniu, aké vykazujú napríklad takzvané „upírie hviezdy", kde menšia zložka dvojhviezdy vysáva hmotu z povrchu väčšieho suseda. V prípade systému VFTS 352 však majú obe zložky prakticky rovnakú veľkosť. Miesto toho, aby jedna vysávala druhú, naopak časť hmoty v podstate zdieľajú. Vedci odhadujú, že zložky VFTS 352 zdieľajú až 30% hmoty. Taký systém je však pravdepodobne veľmi vzácny, pretože táto fáza vývoja dvojhviezdy trvá len krátko, a je teda veľmi ťažké dvojhviezdu v tomto období zachytiť. Keďže hviezdy sú k sebe tak blízko, astronómovia sa domnievajú, že silné slapové pôsobenie vedie tiež k zvýšenému premiešavaniu hmoty vo vnútrach hviezd. „VFTS 352 je doteraz najlepším známym príkladom horúcej hmotnej dvojhviezdy, ktorá by mohla vykazovať tento typ premiešavania vnútra," vysvetľuje hlavný autor práce Leonardo A. Almeida (Univerzita v São Paulo, Brazília). „A práve preto je to fascinujúci a dôležitý objav." Astronómovia predpovedajú, že dvojhviezda VFTS 352 bude v budúcnosti čeliť katastrofickému zániku a majú pre neho dva možné scenáre. Prvým je úplné spojenie dvoch hviezd, ktorého pravdepodobným následkom bude vznik rýchlo rotujúcej gigantickej hviezdy so silným magnetickým poľom. „Pokiaľ by si taká hviezda udržala vysokú rýchlosť rotácie, mohla by svoj život zakončiť jednou z najmohutnejších explózií vo vesmíre – výbuchom supernovy sprevádzaným dlho trvajúcim zábleskom žiarenia gama," hovorí Hugues Sana (Univerzita v Leuvene, Belgicko ), hlavný vedecký pracovník projektu. Druhú možnosť vysvetľuje Selma de Mink (Univerzita v Amsterdame, Holandsko), vedúci teoretický astrofyzik projektu: „Pokiaľ sú vnútra hviezd v systéme VFTS 352 dostatočne premiešané, zostanú obe hviezdy kompaktnými objektmi a vyhnú sa tak vzájomnému spojeniu. To môže viezť k tomu, že objekty nastúpia na cestu vývoja, ktorá je celkom odlišná od klasických predpovedí pre bežné hviezdy. V prípade VFTS 352 obe zložky pravdepodobne zakončia svoj život explóziou supernovy a vznikne tak tesný systém dvoch čiernych dier. A takýto pozoruhodný objekt by bol intenzívnym zdrojom gravitačných vĺn." Potvrdenie existencie druhého evolučného scenára by bolo v oblasti hviezdnej astrofyziky prielomovým pozorovaním. Bez ohľadu na to, aký osud dvojhviezdu VFTS 352 čaká, poskytol tento systém astrofyzikom cenný nový pohľad na vývojové procesy v kontaktných dvojhviezdach so spoločnou obálkou, ktorým zatiaľ rozumejú len málo.

Publikované v časopise QUARK, máj 2016, Zdeněk Komárek