Astronómovia objavili najguľatejšiu hviezdu

Astroseizmológovia spracúvajúci dáta z misie kozmického ďalekohľadu Kepler objavili hviezdu, ktorá sa zdá byť guľatejšia než ktorýkoľvek iný prírodný objekt. Na prvý pohľad vyzerá tento výsledok prinajmenšom čudne. Publikovaný bol v časopise Science Advances v novembri 2016. Ale v skutočnosti je prekvapením, že hviezda môže byť sférická. Ako je všeobecne známe, hviezdy, planéty a iné vesmírne telesá rotujú okolo osi a tým sa na ich rovníku vytvára vydutina a tak sú tieto telesá vždy nejako sploštené. Odstredivá sila vytvára vydutiny na Slnku, Mesiaci aj Zemi: napr. na našej planéte je rovníkový polomer o 21 km väčší ako polárny, čo je rozdiel asi 0,3%. Sploštenie hviezdy prezrádza ďaleko viac než len rýchlosť jej rotácie: hviezdny vietor, prítomnosť planét či inej hviezdy a aj magnetické pole môže vplývať na sploštenie hviezdy. Teraz však astronómovia objavili hviezdu, ktorá je guľatá s presnosťou na 0,0002% - to je tvar taký dokonalý, že mnohí odborníci hovoria o najguľatejšom doteraz zmeranom prírodnom telese. Pre väčšinu astronómov dávnych, či súčasných, sú hviezdy niečím viac než bodmi na oblohe. Skutočne vidieť kotúčik hviezdy a rozlíšiť jej tvar je však úloha skutočne veľmi ťažká – hviezdy, hoci sú obrovské, sú od nás nepredstaviteľne ďaleko. Aj napriek tomu sa však niektoré z nich podarilo rozlíšiť ako kotúčiky a dokonca uvidieť priamo aj ich tvar. Napríklad hviezdy Altair (v súhvezdí Orla) a Vega (v súhvezdí Lýry) sú rýchlo rotujúce hviezdy. Altair má sploštenie až 14%, zatiaľ čo Vega je rotačným pólom natočená k Zemi, čo činí meranie jej sploštenia veľmi zložitým. Laurent Gizon (Max Planck Institute for Solar System Research a Georg-August University, Göttingen, Nemecko; National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo a New York University Abu Dabí, Spojené arabské emiráty) spolu s kolegami vyskúšal iný cieľ: hviezdu v zornom poli primárnej misie kozmického ďalekohľadu Kepler označenú KIC 11145123. „Je to v mnohých ohľadoch veľmi prekvapivá hviezda," hovorí Jorgen Christensen-Dalsgaard (Aarhus University, Dánsko). Ako iné hviezdy spektrálnej triedy A je aj táto viac než dvakrát tak veľká ako Slnko. Ale na rozdiel od hviezd typu A ako sú Altair a Vega, rotuje veľmi pomaly. Rotačná doba hviezdy KIC 11145123 je 100 dní v porovnaní s približne 26-dňovou rotačnou periódou nášho Slnka. Pomalá rotácia môže byť známkou vyššieho veku hviezdy. Namiesto priameho zobrazenia tejto hviezdy Gizonov tím sledoval zmeny jej jasnosti počas 4 rokov a sledovali ako sa hviezda veľmi jemne rozpína a zmršťuje podľa toho ako jej vnútrom prechádzajú zvukové vlny. Študovanie týchto kozmických zvukov je známe ako astroseizmológia. Táto oblasť výskumu odštartovala naplno keď Kepler začal počas 4 rokov primárnej misie monitorovať jasnosť tisícov obyčajných hviezd s vysokou presnosťou. Gizonov tím bol schopný merať tvar hviezdy KIC 11145123 modelovaním zvukových vĺn ako narážali na povrch hviezdy a odrážali sa späť do jej vnútra. Je to čosi podobné, ako keď hráte na gitaru a brnknete na strunu, tak sa vibráciou pozdĺž nej vytvoria len celkom určité zvukové vlny závisiace na dĺžke struny. Podobne len určité frekvencie môžu vibrovať vo hviezde a to v závislosti od jej tvaru. Meraním frekvencií rôznych módov astronómovia mohli určiť polomer hviezdy na rôznych šírkach. Autori tvrdia, že slabé magnetické pole môže obtáčať rovník hviezdy podobne ako opasok a udržuje hviezdu v perfektnom sférickom tvare. Christensen-Dalsgaard súhlasí s tým, že magnetické pole môže takto fungovať v prípade tejto zvláštnej (pekuliárnej) hviezdy, „ale je tu zreteľne niečo, čo vyžaduje a motivuje k ďalšej práci." To nás vracia nazad ku kritickej otázke: Je hviezda KIC 11145123 skutočne najguľatejší vesmírny objekt, ktorý sme doteraz merali? Ak počítame pevné telesá, nesmieme zabudnúť na Merkúr a Venušu, ktoré sú kvôli svojej pomalej rotácii sférické až na nejakú stovku metrov. To zodpovedá rozdielu v polomeroch asi 0,002% - 0,0008%. Žiaľ merania vykonané NASA nie sú až také presné, aby sme mohli túto súťaž v „guľatosti" spravodlivo vyhodnotiť. Vyhodnotenie presného tvaru planét očakávame od budúcich planetárnych misií. Ak sa obmedzíme na porovnanie s ostatnými hviezdami, tak odpoveď je nateraz jednoznačná: áno, toto je najguľatejšia známa hviezda. Neočakávajme však, že to tak bude naveky. Údaje z Keplera použité na tento objav boli získané pre tranzitujúce exoplanéty, ale sú tisícky tých, ktoré pred svojou hviezdou neprechádzajú a tie budú potenciálnym cieľom zvedavých astroseizmológov. „Ešte sme úplne nepochopili túto hviezdu a je ťažko predpovedať, či je úplne unikátna, alebo či sa nájdu v našej Galaxii aj ďalšie takéto prípady," dodáva Christensen-Dalsgaard. „Určite je tu však pri práci s týmito pozoruhodnými údajmi potenciál pre ďalšie objavy podobnej povahy."

Publikované v časopise QUARK, február 2017, RNDr. Zdeněk Komárek

Obrázky:
1, roundest star.jpg : Hviezda KIC 11145123 je najguľatejším doteraz zmeraným prírodným objektom vo vesmíre. Hviezdne oscilácie vyvolávajú rozdiely v polomeroch medzi rovníkom a pólmi s veľkosťou len 3 km. Táto hviezda je značne guľatejšia než naše sploštené Slnko. Ilustrácia: Mark A. Garlick
2, asteroseismology.jpg : Táto ilustrácia ukazuje akustické módy šíriace sa po odraze od povrchu vo vnútri hviezdy.
ilustrácia: http://ceps.spacescience.org/asteroseismology.html