SKVRNKY VE VESMIRU - ODKAZ PO NOVACH


Donna Weaver, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD
Michael Shara, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD

Vybuchy nov jsou procesy nesmirne prudke a rychle. Pokud astronomove namiri dalekohled na v posledni dobe explodovane novy uvidi rozsirujici se bublinu plynovych trosek kolem kazde hvezdy. Vedci pouzivajici HST nicmene byli prekvapeni zjistenim, ze nektere novy, ktere vybuchnou nemusi vyprodukovat "hladkou" obalku plynu, ale tisice plynnych skvrnek (kulicek), z nichz kazda ma velikost nasi slunecni soustavy.

Astronomove ziskaly tyto nove informace zamerenim kamer HST na rekurentni novu T Pyxidis, ktera vybuchuje zhruba kazdych 20 let. Obrazky porizene pomoci pozemskych dalekohledu ukazuji pomerne "hladkou" obalku plynu kolem novy. Ale podrobna prohlidka pomoci HST odhalila, ze obalka neni v celku "hladka", ale je tvorena soustavou vice nez 2000 plynnych skvrnek (kulicek), kazda zbalena do oblasti, ktera ma prumer jeden svetelny rok. Podoba se to naboji vypalenemu z brokovnice, ktery je slozen z nesmirneho mnozstvi kulicek. Skvrnky (kulicky) mohou byt produkovany pri explozi novy, nasledujici expanzi plynnych trosek, nebo srazkami mezi rychleji a pomaleji se pohybujicim plynem z nekolika vybuchu.

Zpet ke kreslicimu prknu

Tato nova skutecnost dava podnet k tomu, ze astronomove by meli prepsat svoji teorii o vybuchu nov a doprovodnych jevu. "Na zaklade techto pozorovani se zjistuje, ze nas drivejsi standardni pohled na obalky kolem nov nemusi byt spravny," rika Michael M. Shara, Space Telescope Science Institute v Baltimore. "Pohled byl takovy, ze explodujici supernova exploduje do vsech smeru a trosky cestuji stejnou rychlosti, takze se vytvori dosti "hladka" obalka kolem hvezdy. Misto toho jsme nalezli myriady jednotlivych uzliku, skvrnek, ci kulicek. Toto pozorovani naznacuje, ze obalky jinych nov mohou vypadat podobne, jak nedavno vyvrzeny material "brazdi" v starsim materialu vyvrzenem pri predchozich explozich."

Hvezdni detektivove

Shara a jeho kolegove nasbirali nove informce ze ctyr pozorovani ucinenych kamerou WFPC 2 na HST behem 20 mesicni periody v letech 1994 az 1995. Jejich vysledky byly prezentovany v cervencovem vydani casopisu Astronomical Journal. Vedci vybrali T Pyxidis, protoze je blizko Zeme a ma dlouhe obdobi zaznamu vybuchu. T Pyxidis je 6000 svetelnych let vzdalena od nas, viditelna na jizni polokouli v souhvezdi Kompasu (Pyxis). V prubehu poslednich 110 let T Pyxidis byla velmi aktivni. Vybuchla v letech 1966, 1944, 1920, 1902 a 1890.

Zaznam aktivity novy nalakal Sharu k stopovani jejich pozustatku za obdobi vice nez desetilete. Jeho spektralni studie v roce 1985 (pred vypustenim HST) ucinene pomoci pozemskych dalekohledu ukazaly, ze jak se zda "hladka" obalka byla vyvrzena s rychlosti 350 km za sekundu. Jeho nedavna HST pozorovani prekvapila odhalenim, ze se material znacne zpomalil od roku 1985. Vlastne trosky se sotva pohybuji. Obrazky porizene mesice po sobe neukazuji meritelnou expanzi materialu. Shara urcil, ze uzliky, ci skvrnky se musi pohybovat pomaleji nez 40 km za sekundu. To se muze zdat dost rychle, ale ve skutecnosti plynne trosky se ritily prostorem skoro 100 krat rychleji, kdyz dostaly prvni "uder" od novy.

Vlny nasili

Pozorovani z pozemskych dalekohledu a HST dovolilo Sharovi rekonstruovat souslednost vybuchu T Pyxidis. Kdyz nova vybuchuje tak vymrstuje doslova ve vlnach plynny material postupne pomalejsimi rychlostmi: prvni vlna horkeho plynu vyleta do prostoru v rychlostech od 2000 km za sekundu do 3000 km za sekundu, posledni s rychlosti 200 az 300 km za sekundu. Po nekolika tydnech od vybuchu prvni rychle vlny trosek se srazeji s pomaleji pohybujicim se starsim materialem vyvrzenym pri predchozim vybuchu a vytvareji se plynne kulicky (skvrnky). Shara pozoroval napriklad rychle se pohybujici plyn z erupce v roce 1966 narazejici do pomaleji pohybujiciho se materialu z vybuchu v roce 1944. Rychlejsi nove ejektovany material narazi do starsiho zvysi jeho teplotu do velkeho zaru a zpomali se temer az zastavi. (Toto vysvetluje velky rozdil rychlosti materialu mezi pozorovanimi v letech 1985 a 1994-95.) Nakonec jasny material slabne a klesa jeho teplota. Obrazky nekolika skvrnek (kulicek) zjasnejicich se a zeslabujicich se po dobu nekolika mesicu byly zachyceny pomoci HST.

Hvezdne "stromove letokruhy"

Skvrnky (kulicky) jsou rozlozeny v osmi soustrednych kruzich kolem vybuchujici hvezdy ve strukture podobne "stromovym letokruhum". Prave tak jako stromove letokruhy davaji vedcum informaci o zivote stromu, tak kruhy zbytku kolem T Pyxidis poskytuji astronomum informace o plodne historii novy.

"Myslime si, ze vidime srazku mezi dvojici po sobe nasledujicich erupci," vysvetluje Shara. "Ale my vidime pouze vnitrni jasnou cast vyvrzeneho materialu. Je zde pravdepodobne mnohem vice uzliku vne jasne casti, ktere jsou tak slabe dokonce i pro detekci pomoci HST."

Nastesti centralni hvezda nam pripravi dalsi exploze. Shara planuje pozorovani pomoci HST behem nekolika dni pri pristi explozi tak, ze bude mapovat slabe stare zbytky ve vnejsi oblasti, ktera se rozzari pri dalsim zablesku novy. Mapa zbytku se objevi jestlize rekurentni nova, ktera je pravidelne aktivni za minulych tisic let ci vice opet bude pokracovat v dalsich cyklech. To take nabizi vysvetleni, proc nektere novy produkuji neviditelne obalky.

Upiri hvezda

Vybuchy nov jsou nesmirne mohutne, je mozne to pripodobnit k vybuchu 100 miliard tun dynamitu. K tomuto jevu dojde, kdyz ma malo hmotna hvezda vycerpany svoje zasoby paliva. Nazyvame je bili trpaslici, tyto hvezdy odfouknou vetsinu sve hmotnosti az zanechaji pouze sve jadro.

Nova vybuchne, kdyz bily trpaslik nasaje dost vodiku z hvezdneho pruvodce, coz se stane spousti termonuklearniho vzplanuti. Jak vodik vybuduje na povrchu bileho trpaslika horkou a hustou vrstvu dojde k detonaci podobne jako u obrovskeho vybuchu bomby vedouci k milionovemu zvyseni jasnosti za jeden den. Tento straslivy zablesk svetla astronomove nazyvaji novou. Pochazi to z latinskeho pojmu pro novy objekt, protoze jev novy se nahle objevi na obloze. Nova zacne rychle slabnout v nekolika dnech nebo tydnech, jak je vodik vycerpan a vyvrzen do prostoru.

Nejvice nov travi 10000 az 100000 let sbiranim dostatecneho mnozstvi vodiku od svych hvezdnych pruvodcu k vzniceni vybuchu. Ale T Pyxidis vybuchuje nekolikrat za stoleti. Tato nova ma takovy sklon k vybuchum, jak astronomove veri, ze zakladem je hmotny bily trpaslik. Hmotnejsi bily trpaslik by se mohl diky gravitacnimu kolapsu rozmackat a stat se neutronovou hvezdou nebo cernou dirou. To je ovsem daleko vetsi hmotnost nez ma T Pyxidis, takze T Pyxidis se potrebuje pouze zbavit prebytecneho vodiku z hvezdneho pruvodce (zhruba ta hmotnost odpovida hmotnosti Mesice) k nastartovani vybuchu. (Hvezdny pruvodce je cerveny trpaslik, mensi, chladnejsi a slabsi hvezda.) To muze byt vycerpano za pouhych 20 let nebo tak, vede to k okouzlujici strukture, kterou HST nyni objevil.

Vyzkumny tym, ktery se touto problematikou zabyva se sklada z nasledujicich clenu: Robert Williams, Dave Zurek (Space Telescope Science Institute); Roberto Gilmozzi, (European Southern Observatory); Dina Prialnik (Tel Aviv University).



Na teto dvojici snimku zachycena T Pyxidis. Na levem snimku je zachycena pozemskym dalekohledem, zachycujici obalky plynu kolem hvezdy, ktere byly vytvoreny behem nekolika vybuchu. Pravy snimek zachycuje pohled pomoci HST, kde jsou videt drobne struktury plynove obalky. Obalka se sklada z vice nez 2000 plynnych kulicek s vnitrnim prumerem kolem 1 svetelneho roku.