Výzkumy v ASU AV ČR (95): Nalezneme kolem B[e] nadobra pastýřské planety?

Astronomové (nejen) z ASU se dlouhodobě zabývají třídou hvězd spektrálního oboru B s emisními čarami ve spektru, tzv. Be hvězdami. Pokud jsou některé z těchto emisních čar navíc čarami zakázanými (tedy takovými, které se realizují jen ve velmi řídkém prostředí a je velmi obtížné je napodobit v laboratořích), označíme takové hvězdy jako B[e], hranaté závorky značí přítomnost zakázaných čar. Obecně se soudí, že původcem emisních čar všech typů je geometricky tlustý disk, který se v okolí těchto hvězd rozkládá do značných vzdáleností. Původ těchto disků není uspokojivě vysvětlen a dokonce ani jejich struktura není zcela zřejmá. Navíc se zdá, že některé B[e] objekty jsou zvláštnější než jiné. Odpovědi na tajemství B[e] hvězd lze hledat pouze v pozorováních.

Mezi ty pozoruhodné patří i veleobr LHA 120-S73 ze sousední galaxie Velkého Magellanova mračna, kterému se detailně věnovala ve své práci i Michaela Kraus z ASU s velmi širokým týmem spolupracovníků. Cílem práce bylo velmi detailně popsat strukturu a proměnnost disku v okolí této hvězdy a také se zabývat jejím vývojovým stádiem. Hvězda patří mezi obry s hmotností kolem 30 hmotností Slunce a rozměrem sto pětadvacetkrát větším než Slunce.

Pro účely své studie měli autoři velmi bohatý pozorovací materiál, zejména pak spektra v optické a infračervené oblasti pořízená s pomocí velkých pozemních přístrojů, ale také pozorování z kosmických dalekohledů Herschel a Spitzer. Ve spektrech jsou dobře patrné čáry kovů, včetně čar zakázaných. Spektroskopické modely předpovídají pro každou z těchto čar relativně unikátní podmínky vzniku, lišící se hustotou a teplotou látky. Každá z vybraných čar má tedy diagnostický potenciál pro látku jiných vlastností a za předpokladu nehomogenního disku (například s radiálním profilem hustoty a teploty) je tedy možné studovat různé oblasti tohoto disku odděleně.

Změřené profily vybraných čar byly tedy interpretovány s pomocí modelu prostorově omezeného disku v určité vzdálenosti od hvězdy, přičemž tato vzdálenost přímo korespondovala se změřenou rotační rychlostí za předpokladu tzv. keplerovské rotace disku, což je předpoklad pro tyto situace rozumný. Ukázalo se však, že pozorované profily je velmi obtížné vysvětlit existencí jen jednoho disku. Pro každou spektrální čáru bylo proto nutné použít kombinaci dvou disků (nebo spíše rozmázlých prstenců) s různými oběžnými vzdálenostmi.

Z disku se rázem stal systém alespoň čtyř různě hustých prstenců. Vzhledem k tomu, že dotyčná pozorování v optické oblasti pokrývala nepravidelně 16 roků, byly v intenzitách čar patrné změny. Ty lze vysvětlit nehomogenitami jednotlivých prstenů, snad dokonce jejich občasným přerušením.

Cirkumstelární hmota kolem LHA 120-S73 tak připomíná více systém prstenců kolem obřích planet než jednolitý disk. Je obecně známo, že za nehomogenitami v systému prstenců Saturnu, známými „děleními“, může být gravitační vliv měsíců obíhajících v rovině prstenců. Struktura okolohvězdné hmoty LHA 120-S73 je tedy možná odrazem oběžnic, pastýřských planet, které na své objevení teprve čekají.

REFERENCE

Kraus, M. a kol., Inhomogeneous molecular ring around the B[e] supergiant LHA 120-S 73, Astronomy&Astrophysics 593 (2016) id.A112, preprint arXiv:1607.00152

KONTAKT

Dr. Michaela Kraus
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Email: kraus@sunstel.asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stelární oddělení ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.