Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
Sledováním osudů jiných hvězd se učíme i o hvězdě naší, o Slunci. Adéla Kawka a Stéphane Vennes z AsÚ se systematicky věnují studiu bílých trpaslíků, kteří nám ukazují, jak bude naše Slunce vypadat v daleké budoucnosti. Ve své poslední publikované práci ukazují, že vysoké procento chladných bílých trpaslíků se zašpiněnými atmosférami vykazuje přítomnost magnetického pole. To naznačuje souvislost mezi hustými planetárními systémy hvězd na hlavní posloupnosti a jejich magnetickými poli.
Více než 6 miliard let, přesně tolik zbývá našemu Slunci, než se stane bílým trpaslíkem. Tento tajuplný název označuje konečné stádium vývoje hvězdy s hmotností podobnou jako má naše Slunce. Po fázi rozepnutého červeného obra nastane okamžik, kdy termonukleární reakce v centru Slunce pohasnou a vše začne pohlcovat mocná gravitace. Hvězda se začne hroutit do sebe. Gravitační kolaps zastaví až zborcení elektronových obalů a tlak volného elektronového plynu. To už ovšem bude téměř veškerá hmota našeho Slunce nahečmána do koule s velikostí srovnatelnou se velikostí Země.
Bílí trpaslíci jsou nesmírně zajímavými objekty. Chtělo by se říci, že vzhledem k degenerovanému stavu hmoty jsou jeden jako druhý, ale není tomu tak. Podivnou skupinou jsou tzv. zašpinění trpaslíci, tedy takoví, kteří ve svých spektrech obsahují známky těžších prvků, např. vápníku nebo i těžších kovů. Astrofyzikové si dlouho lámali hlavu, kde se tyto prvky v atmosférách takových objektů berou, vždyť původní hvězda si je nemohla vyrobit sama termojadernými reakcemi, navíc těžší prvky časem klesnou kvůli gravitaci do nitra a v atmosféře zůstanou jen ty prvky lehké. Dnes se shodují na tom, že jde o příměsi pocházející z planet, které obíhaly původní hvězdu. Některé z těchto planet pravděpodobně přežily rozepnutí hvězdy do rudého obra, dostaly se na nestabilní orbity a vzájemnými srážkami vytvořily nový disk planetárních zbytků, které padaly na bílého trpaslíka a měnily nebo neustále mění chemické složení jeho atmosféry. Mnohé z těchto trpaslíků mají silná povrchová magnetická pole. Nemohou spolu tyto dvě věci souviset?
A. Kawka se astrofyzikou bílých trpaslíků na AsÚ zabývá již mnoho let. Nyní se jí a S. Vennesovi podařilo získat vysokodisperzní spektra dvou chladných zašpiněných bílých trpaslíků, která podrobili pečlivé analýze. Chladní trpaslíci jsou degenerovanými hvězdami s teplotou menší než 6000 K, ti jsou starší a předpokládá se, že již několik miliard let pomalu chladnou. Spektra byla získána přístroji napájenými velkými dalekohledy Evropské jižní observatoře. Změřená spektra byla fitována s pomocí sítě vlastních modelů. Z modelování vyplývá, že jeden ze studovaných bílých trpaslíků (v katalogu jako NLTT53908) musí mít na svém povrchu velmi silné magnetické pole kolem 300 kG (stokrát více než ve slunečních skvrnách), zatímco druhý (NLTT888) má pole alespoň o řád slabší. Přesným modelováním se podařilo stanovit chemické složení atmosfér obou hvězd, jejich efektivní teploty a rotační rychlost.
Ze statistických studií bílých trpaslíků vyplývá, že v obecném vzorku chladné skupiny těchto degenerovaných hvězd nalezneme 5-21 % exemplářů se silným magnetickým polem (rozptyl vychází z různých studií). Mezi známými třinácti chladnými zašpiněnými trpaslíky jsou však prokazatelně čtyři exempláře se silným magnetickým polem. Statisticky je tedy výskyt magnetických trpaslíků významnější mezi těmi zašpiněnými, což naznačuje souvislost mezi oběma vlastnostmi. Teoretické úvahy naznačují, že obojí by mohlo souviset s hustými planetárními systémy původních hvězd.
Reference: Kawka, A. a Vennes S., The polluted atmospheres of cool white dwarfs and the magnetic field connection, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 439 (2014) L90-L94, arXiv:1401.1249
Kontakt: Dr. Adéla Kawka, kawka@sunstel.asu.cas.cz
Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR