Jedna z dvojice hviezd znížila svoju jasnosť. Podľa vedcov ide o signál blížiaceho sa vzplanutia.
Grafické zobrazenie procesu odsávania hmoty bielym trpaslíkom v binárnom systéme s červeným obrom. Zdroj: NASA
Na ojedinelý jav upozorňujú médiá aj vedci už polroka. Stopy po výbuchu hviezdy v binárnom systéme T Coronae Borealis sa na oblohe zatiaľ neobjavili. Explózia novy mala byť pritom unikátnou astronomickou udalosťou roka 2024.
Na niekoľko dní by sa na oblohe mal objaviť svetelný bod, ktorý konkuruje jasnosťou Polárke. Presný dátum síce odborníci neurčili, vymedzili ale približné časové obdobie. Udalosť očakávali medzi marcom až septembrom tohto roka.
Vzplanutie novy má z ľudského pohľadu meškanie, vo vesmírnych škálach je ale smiešne zanedbateľné. Ak príde k jej výbuchu, bude patriť k jednej z 200 najjasnejších hviezd nočnej oblohy.
Premenná hviezda v hlavnej úlohe
Podľa astronomických definícií je T Coronae Borealis (skratka T CrB) premenná hviezda, ktorá sa nachádza v súhvezdí Severná koruna (lat. Corona Borealis). Od Zeme je vzdialená približne 3000 svetelných rokov.
Ide o binárny systém a tvoria ho dve hviezdy v rôznych fázach vývoja: červený obor a modrobiely trpaslík.
Červený obor je veľká hviezda a predstavuje jedno zo záverečných štádií vývoja hviezd, ktorých hmotnosť je do 1,4-násobku hmotnosti Slnka. Červenými obrami sa stanú hviezdy hmotnostne porovnateľné so Slnkom, keď vyčerpajú zásoby vodíka vo svojom jadre. Následne začnú spaľovať vodík stále bližšie k okraju hviezdy, čím sa zväčšujú a chladnú, ale súčasne sa zvyšuje ich jasnosť.
Červený obor má malé husté jadro a rozsiahlu, no riedku atmosféru. Hviezdam trvá prechod do tohto štádia cca 100 miliónov rokov. Keď červený obor na konci svojho života odfúkne vonkajšie vrstvy, vzniká z neho efektná planetárna hmlovina.
Ak by sme na miesto Slnka dosadili červeného obra z premennej hviezdy T CrB, dosahovali by jeho vonkajšie vrstvy obežnú dráhu Venuše.
Biely trpaslík sa veľkosťou blíži skôr k planétam a obvykle má iba stotinu či tisícinu polomeru Slnka. Veľkosťou sa podobá Zemi, hmotnosťou zase Slnku, ale nedokáže sám zapáliť termonukleárnu reakciu. I napriek svojej relatívne malej veľkosti má obrovskú hustotu, ktorou gravitačne pôsobí na svoje okolie. V našej Galaxii evidujeme asi 10 miliárd bielych trpaslíkov.
Graf zobrazuje postupné znižovanie jasu premennej hviezdy T Coronae Borealis v roku 1945, ktoré je predzvesťou vzplanutia novy v roku 1946. Zdroj: wikipedia commons
Ničivé spolužitie
Oba segmenty premennej hviezdy T CrB sú od seba vzdialené približne 75 miliónov kilometrov. Okrem toho, že tvoria dvojsystém, vzájomne na seba vplývajú a sú gravitačne viazané. Ide však o deštruktívnu symbiózu, ktorej výsledkom je jav nazývaný nova.
Medzi segmentmi dochádza k transferu hmoty z chladnejšieho červeného obra na horúceho bieleho trpaslíka. Národný úrad pre letectvo a vesmír (NASA) tento jav opísal celkom výstižne: červený obor sa pomaly zbavuje vodíka neúnavnou gravitačnou silou svojho hladného suseda – bieleho trpaslíka.
Keďže obe hviezdy okolo seba obiehajú a zároveň aj rotujú okolo svojej osi, odsávaný materiál nepadá na trpaslíka priamo. V okolí menšej hviezdy vzniká sploštený akrečný disk. Hmota, ktorú tvorí prevažne vodík, sa dostáva na jej povrch práve z vnútorného okraja disku.
Materiál sa nabaľuje na bieleho trpaslíka až do momentu, kým nedosiahne limitnú hodnotu, takzvanú Chandrasekharovu medzu.
Nahromadený vodík sa zahrieva a stláča, až vyústi do explózie so silou niekoľkých miliárd jadrových bômb. Uvoľnená energia spôsobí, že nova je tisíckrát jasnejšia ako obe hviezdy dohromady a stokrát jasnejšia ako naše Slnko. Pri pohľade zo Zeme sa preto javí ako „nová“ hviezda na nočnej oblohe.
Súhvezdie Severná koruna (Corona Borealis). V červenom krúžku je označená poloha premennej hviezdy T Coronae Borealis, ktorá by mala v nasledujúcom období vzplanúť ako nova. Zdroj: wikipedia commons
Uväznená v explóziách
Hlavný rozdiel medzi novou a supernovou spočíva v tom, že v prípade supernovy je explózia fatálna a hviezda je úplne zničená. Ak dôjde k nove, hviezda sa vo forme oslepujúceho záblesku zbaví vonkajších vrstiev, ale pôvodný biely trpaslík zostáva nedotknutý a opäť vstupuje do procesu prijímania nového materiálu od svojho suseda. Cyklus môže trvať desiatky až stovky tisíc rokov. V prípade T CrB hovoríme o takzvanej rekurentnej (opakujúcej sa) nove.
Novy sú zvyčajne veľmi slabé. Aj z dôvodu veľkej vzdialenosti sú ťažšie identifikovateľné. Očakávané vzplanutie T CrB je relatívne blízko, preto je pre vedcov vzácne.
Štúdiu novy sa venoval i slovenský astronóm Ladislav Hric. Spoločne s ďalšími odborníkmi sa mu v roku 1998 podarilo vyriešiť takmer 40-ročný problém hmotnosti bieleho trpaslíka v tomto systéme. Vedcom spočiatku vychádzalo, že musí mať vysokú hmotnosť. Hric dokázal, že hmotnosť trpaslíka je v rámci Chandrasekharovej medze a nepresahuje túto hranicu.
Prečo mešká?
Ako periodický alebo opakujúci sa jav môžeme označiť udalosť, ktorú sme pozorovali alebo zaznamenali dostatočne veľakrát a s istotou o nej vieme povedať, že sa opakuje napríklad po uplynutí rovnakého časového intervalu. V prípade novy T CrB ide o periódu približne 80 rokov.
Astronóm Hric v jednom z rozhovorov pre portál VEDA NA DOSAH vysvetlil, prečo by sa v súvislosti s novami vyhol úplne presným časovým údajom.
„Ide o vzácny jav. Všetkých nov je snáď desať, z toho päť môžeme pozorovať, čo je na štatistiku veľmi malé číslo. Potrebovali by sme poznať viac týchto objektov a detailnejšie ich skúmať, aby sme z viacerých vzplanutí mohli urobiť závery. Štatistika sa dá robiť len veľmi ťažko, ak sme pozorovali za celý život dve vzplanutia.“
Grafické znázornenie červeného obra. Ide o jedno zo životných štádií vývoja hviezd. Zdroj: NASA
Kedy sa jej dočkáme?
Prvé zaznamenané pozorovanie novy sa podľa údajov NASA datuje do obdobia pred 800 rokmi. Na jeseň 1217 zaznamenal opát Burchard z Ursbergu v Nemecku pozorovanie slabej hviezdy, ktorá na istý čas žiarila veľkým jasom.
Iné zdroje uvádzajú, že dvojhviezda T CrB bola objavená 12. mája 1866 a stalo sa to práve počas jej vzplanutia. Spozoroval ju írsky astronóm a amatérsky geológ John Birmingham. Objav mal veľký úspech a aj vďaka nemu sa mu podarilo získať kvalitný teleskop z dielne vynálezcu a optika Thomasa Cooka z Yorku.
Z historických záznamov vieme, že nova T CrB vybuchla niekoľkokrát, konkrétne v roku 1217, 1787, 1866 a naposledy v roku 1946. Takmer 80-ročný časový odstup je medzi jej predposledným a posledným vzplanutím. V roku 2026 by malo uplynúť presne 80 rokov od poslednej explózie.
Novy sú ako mačky
Mnohí astronómovia si podľa Hrica uvedomujú, že výrazné zmeny jasu sú signálom možnej explózie, ku ktorej by mohlo dôjsť približne od druhej polovice roku 2025. Slovenský astronóm prirovnáva novy k mačkám. Sú podľa neho nevyspytateľné.
Podobný názor má aj japonský astrofyzik Koji Mukai z Goddardovho strediska NASA: „Opakujúce sa novy sú nepredvídateľné. Keď si myslíte, že nemôže existovať dôvod, prečo sa riadia určitým vzorcom, urobia to. A len čo sa spoľahnete na to, že opakujú rovnaký vzorec, úplne sa od neho odchýlia.“
Niekoľko desaťročí trvajúci časový interval znamená pre človeka, že môže byť svedkom podobnej udalosti iba raz za život. Jasná hviezda by mala byť voľným okom viditeľná iba niekoľko dní, v ďalekohľadoch niekoľko týždňov a potom začne pomaly miznúť.
Biely trpaslík má relatívne malé rozmery, ale veľkú hustotu. Zdroj: NASA
Bumerang, hniezdo aj žobrácka misa
Binárny systém T CrB sa nachádza v súhvezdí Severná koruna a v astronomických príručkách nájdeme aj označenie Planúca hviezda. Severná koruna patrí podľa slovenskej popularizátorky astronómie Jany Plauchovej k jednému z mála súhvezdí, pri ktorých je zjavný súlad medzi objektom a jeho pomenovaním.
Názov odkazuje na starogrécke legendy o korune, ktorú dostala princezná Ariadna od svojho otca kráľa Minoa. Pôvodným obyvateľom Austrálie pripomínala skôr bumerang či orlie hniezdo. Peržania ju zase prirovnávali k rozbitej miske.
Korunu tvorí sedem hviezd rozličnej jasnosti. V malých ďalekohľadoch sa javia ako rôzne sfarbené, čím vzniká dojem jagavých drahokamov na diadéme. Najjasnejšou hviezdou je Gemma, označovaná tiež názvom Alphecca či menej zriedkavým Gnosia.
„Gemma je biela hviezda so spektrálnym typom podobným Vege alebo Síriovi s povrchovou teplotou rovných 10 000 kelvinov,“ píše Plauchová v knihe Súhvezdia od Andromedy po Žirafu a ďalej vysvetľuje, „dosahuje hmotnosť 2,7-násobku priemeru Slnka a predstavuje podľa výpočtov tiež 2,7-násobok slnečnej hmotnosti.“
Druhou najjasnejšou hviezdou je Nusakan, ktorý má podľa spektrálnej analýzy aj neviditeľného sprievodcu. Spomenuté hviezdy sú dobre pozorovateľné nielen amatérskou technikou, ale aj voľným okom.
Umelecká vizualizácia založená na pozorovaniach výbuchu supernovy tímami astronómov pomocou ďalekohľadov ESO Very Large Telescope (VLT) a ESO New Technology Telescope (NTT). Zdroj: ESO/L. Calçada
Medzi Pastierom a Herkulom
Pri hľadaní súhvezdia nám môže pomôcť Veľký voz. Predĺženie spojnice posledných dvoch hviezd oja Veľkého voza nás privedie k Severnej korune.
„Je na rozhraní medzi jarnými a letnými súhvezdiami. Najlepšie sa o polnoci pozoruje v polovici mája, keď jej obrazec žiari takmer 70 stupňov nad južným obzorom. Na večernej oblohe kulminuje v júni. Vychádza však už začiatkom decembra nadránom a vidieť ho môžeme až do októbra,“ píše v knihe Plauchová.
Všetky oči na Severnú korunu
Na udalosť sa zameria aj vesmírna technika. Ďalekohľad Fermi v súčasnosti pozoruje T CrB každý deň niekoľko hodín. Do skúmania novy sa zapojí tiež Vesmírny teleskop Jamesa Webba a kozmické observatórium Neila Gehrelsa Swifta, ďalej IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), sonda NuSTAR so zariadením na meranie röntgenového žiarenia (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) a observatórium INTEGRAL.
Novu budeme sledovať i zo Zeme. V súčasnosti sa na pozorovanie pripravuje rádioastronomické observatórium Very Large Array v Novom Mexiku, ktoré pozostáva z 27 samostatných rádioantén.
Pre vedcov predstavuje blížiaca sa vysokoenergetická udalosť jedinečnú príležitosť sledovať šírenie rázových vĺn vesmírnym priestorom, vývoj dynamiky aj zmeny štruktúry zložiek explodujúcej novy.
Rôznorodá vesmírna technika umožní pozorovanie svetla rôznych vlnových dĺžok od viditeľného až po gama žiarenie. Vedci budú mať k dispozícii zaujímavé údaje, pretože niektoré zo zariadení ešte v čase predchádzajúcich vzplanutí nov neexistovali.
Hoci bude udalosť viditeľná voľným okom len niekoľko dní, pre gama a röntgenové observatóriá to bude niekoľko mesiacov a rádioteleskopy sú dokonca schopné ju pozorovať aj roky.
V elitnom klube
T Crb patrí k desiatim opakujúcim sa novám v našej domovskej Galaxii. Najväčší počet doteraz pozorovaných vzplanutí dosiahla rekurentná nova RS Ophiuchi (skratka RS Oph). Ide taktiež o dvojhviezdu, ktorá sa skladá z bieleho trpaslíka a červeného obra. V pokojnom stave dosahuje magnitúdu 12,5 a v čase vrcholiaceho vzplanutia sa jasnosť zmení na 5.
Opakujúca sa nova RS Oph leží v súhvezdí Hadonos vo vzdialenosti približne 5000 svetelných rokov od Zeme. Prvé detegované vzplanutie pochádza z roku 1898.
Zaujímavosťou je, že novu objavili až v roku 1904. Škótska astronómka Williamina Flemingová si pri katalogizácii hviezd všimla spektrum podobné nove. O rok neskôr americká astronómka Annie Jump Cannonová dohľadala, že RS Oph dosiahla maximum v roku 1898.
Odvtedy RS Oph explodovala sedemkrát. Ďalej to bolo v rokoch 1933, 1958, 1967, 1985, 2006 a naposledy 8. augusta 2021. Priemerná doba vzplanutia RS Oph je približne 20 rokov, čo z nej robí udalosť, ktorú môže človek sledovať i niekoľkokrát počas svojho života.
Kniha: PLAUCHOVÁ, Jana: Súhvezdia od Andromedy po Žirafu, vyd. 2023.
(JM)
