Mikronova - nový druh hviezdnej explózie

Tím astronómov pozoroval pomocou ďalekohľadu VLT (Very Large Telescope) Európskeho južného observatória (ESO) na Cerro Paranal nový typ relatívne slabej hviezdnej explózie, pre ktorý použili označenie mikronova. K zjasneniu tohto typu dochádza na povrchu niektorých bielych trpaslíkov. Pri vzplanutí trvajúcom len niekoľko hodín sa termojadrovou reakciou premení viac než 20 triliónov (t.j. 2.10¹⁹) kg vodíka na hélium, čo je hmotnosť porovnateľná s hmotnosťou asteroidu Juno, jedným z veľkých telies hlavného pásu asteroidov slnečnej sústavy. „Objavili sme a po prvý krát popísali hviezdne zjasnenia, ktoré na základe množstva uvoľnenej energie označujeme termínom mikronova," hovorí astronóm Simone Scaringi (Durham University, Veľká Británia), hlavný autor štúdie, ktorej výsledky boli publikované v časopise Nature.

"Jav je výzvou pre naše chápanie vzniku a priebehu termojadrových vzplanutí na hviezdach. Domnievali sme sa, že to vieme, ale tento objav predkladá úplne nový spôsob, ako k nim môže dochádzať," upozorňuje Scaringi. Aj napriek svojmu označeniu produkujú mikronovy veľké množstvo energie, sú však relatívne slabé v astronomických meradlách. V porovnaní s novami, ktoré astronómovia poznajú storočia, sú asi miliónkrát slabšie. Obidva typy explózií prebiehajú na „vyhorených“ hviezdach typu biely trpaslík, ktorých hmotnosť je porovnateľná so Slnkom, ale veľkosťou sú ako naša Zem. Pokiaľ je biely trpaslík súčasťou tesného systému s bežnou hviezdou, môže dochádzať k prenosu hmoty  zo sprievodcu. Keď plyn (predovšetkým vodík) dopadá na horúci povrch bieleho trpaslíka,  dôjde k zapáleniu fúznej reakcie, pri ktorej sa vodík explozívne premieňa na hélium.  

V prípade novy dochádza k termojadrovej explózii na celom povrchu. "Pri výbuchu novy dôjde k tomu, že sa celý povrch bieleho trpaslíka zapáli a jasne žiari niekoľko týždňov," vysvetľuje spoluautorka práce Nathalie Degenaar (University of Amsterdam, Holandsko). Mikronovy sú podobné, sú však slabšie a prebiehajú rýchlejšie - bežne trvajú len niekoľko hodín. Dochádza k nim u niektorých bielych trpaslíkov, kde silné magnetické pole dopravuje hmotu do blízkosti magnetických pólov. "Po prvý raz sme pozorovali, že k termojadrovej reakcii môže prísť na povrchu len lokálne. Vodík môže byť zhromaždený v blízkosti magnetických pólov niektorých bielych trpaslíkov, a preto k fúzii dôjde len v obmedzenom priestore", vysvetľuje spoluautor štúdie Paul Groot (Radboud University, Holandsko). "To vedie k fúznej mikroexplózii, ktorá je asi miliónkrát slabšia než typická nova, preto označenie mikronova," dopĺňa Groot. Hoci podľa slova „mikro“ by sme mohli dospieť k záveru, že ide o slabé javy, nie je to tak: jedno také vzplanutie môže premeniť asi 20 triliónov kg vodíka.

Mikronovy sú novo objavený jav, ktorý môže byť oveľa častejší, než sa dnes zdá, a ktorý predstavuje výzvu pre naše chápanie hviezdnych explózií. "Opäť to ukazuje, aký dynamický je vesmír. Tieto javy môžu byť v skutočnosti pomerne bežné, ale pretože sú také rýchle, bolo až doteraz ťažké ich zachytiť," upozorňuje Simone Scaringi. Vedci si po prvý raz všimli týchto záhadných mikroexplózií pri analýze údajov zo satelitu TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, NASA). "Počas prezerania údajov z družice TESS sme zaznamenali niečo neobvyklé: jasný záblesk vo viditeľnom svetle trvajúci niekoľko hodín. Pri podrobnejšom pátraní sme objavili niekoľko podobne vyzerajúcich signálov," popisuje Nathalie Degenaar. Tímu sa podarilo nájsť pozorovania troch mikronov zaznamenaných družicou TESS. Dve explózie sa vyskytli u už známych bielych trpaslíkov, potvrdenie tretieho prípadu si však vyžiadalo dodatočné pozorovanie prístrojom X-shooter a ďalekohľadom VLT (Very Large Telescope). "Pomocou ďalekohľadu VLT sme zistili, že všetky tieto záblesky majú na svedomí bieli trpaslíci," hovorí Nathalie Degenaar. "Toto pozorovanie preto bolo zásadné pri interpretácii našich výsledkov a pre samotný objav explózií mikronov," upozorňuje Simone Scaringi. Do repertoáru známych hviezdnych explózií tak teraz pribudli mikronovy.

Členovia tímu by radi získali záznamy ďalších prípadov týchto ťažko polapiteľných javov, čo ale vyžaduje prehliadku rozsiahlych oblastí oblohy a okamžité vykonanie následných pozorovaní. "Rýchla reakcia ďalekohľadov, ako je napríklad New Technology Telescope (NTT) Európskeho južného observatória, a súprava na ňom dostupných prístrojov, nám umožní odhaliť ďalšie podrobnosti o povahe týchto záhadných mikroexplózií," dodáva Scaringi.

Publikované v časopise QUARK 7/2022, RNDr. Zdeněk Komárek

Zdroj obrázkov: www.eso.org

Text k obrázku nad článkom: Dvojhviezdny systém, v ktorom môže dôjsť k explózii mikronovy. Modrý disk tvorí hmota (predovšetkým vodík) pretekajúci po špirále z hviezdneho sprievodcu a zostupujúci na povrch jasného bieleho trpaslíka (uprostred obrázka).