Žhavé hvězdy pokrývají obří magnetické skvrny a odpalují supererupce

Díky přístrojům Evropské jižní observatoře astronomové objevili obří skvrny na povrchu extrémně horkých hvězd ukrytých v nitrech hvězdokup. Kromě výskytu magnetických skvrn dochází u některých těchto hvězd také k supererupcím – explozivnímu uvolnění energie nastřádané v magnetickém poli, které je milionkrát intenzivnější než podobné sluneční erupce. 

Vědecký tým pod vedením Yazana Momany z italské observatoře v Padově pátral po konkrétním typu hvězd, které jsou označovány jako hvězdy na extrémní horizontální větvi Hertzsprungova-Russelova diagramu. Jde o objekty s hmotností asi poloviny Slunce, které jsou ale čtyřikrát až pětkrát teplejší. 

„Tyto malé žhavé hvězdy jsou výjimečné, protože o nich víme, že během svého vývoje přeskočí jednu ze závěrečných fází života běžné hvězdy a předčasně zaniknou. V naší Galaxii obecně jsou tyto podivné žhavé objekty vývojově spojovány s přítomností blízkého hvězdného souputníka,“ vysvětluje Yazana Momany.

Hvězdy pokryté skvrnami

Je však překvapivé, že většina hvězd na extrémní horizontální větvi, které astronomové pozorují v přehuštěných nitrech kulových hvězdokup, jak se zdá, žádného průvodce nemá. Dlouhodobý monitoring, který členové týmu prováděli, odhalil také další zvláštnost spojenou s těmito záhadnými objekty. Při sledování trojice vybraných kulových hvězdokup si vědci povšimli, že řada z nalezených hvězd extrémní horizontální větvě projevuje pravidelné změny jasnosti s periodou několika dní až týdnů.

„Když jsme vyloučili všechny další možné scénáře, zůstala nám jediná možnost, jak pozorované variace jasnosti vysvětlit,“ doplňuje Simone Zaggia. A dodává: „Tyto hvězdy musí být pokryty skvrnami!“

Skvrny na hvězdách extrémní horizontální větve se sice odlišují od tmavých slunečních skvrn v atmosféře Slunce, v obou případech jsou však za jejich vznik zodpovědná magnetická pole. Na rozdíl od Slunce, kde jsou skvrny oblastmi s nižší teplotou než okolí a projevují se tedy jako tmavé oblasti, jsou skvrny na horkých hvězdách extrémní horizontální větve jasnější a teplejší než okolní hmota. Jsou také značně větší než sluneční skvrny a mohou pokrývat až čtvrtinu celého povrchu hvězdy.  

Navíc mají dlouhou životnost, jedna skvrna může vydržet i desítky let, zatímco existence konkrétní skvrny na Slunci je většinou otázkou několika dní až týdnů. Díky rotaci se skvrny opakovaně objevují a zase mizí z polokoule přivrácené k Zemi, a to vede k pozorovatelným změnám jasnosti hvězdy.

Extrémní supererupce

Mimo tyto periodické variace způsobené skvrnami se členům týmu podařilo u některých hvězd extrémní horizontální větve pozorovat také supererupce – náhlé explozivní uvolnění energie, které je typickým projevem prozrazujícím přítomnost silného magnetického pole. „Jsou to jevy podobné erupcím, jaké pozorujeme na Slunci, uvolňují však až desetmilionkrát víc energie,“ říká astronom Henri Boffin. „Takové chování se rozhodně nečekalo a dále zdůrazňuje význam magnetických polí při popisu vlastností těchto hvězd.“ 

TIP: Výjimečný systém Eta Carinae je rekordmanem v rychlosti erupce  

Po šesti desetiletích výzkumu hvězd na extrémní horizontální větvi mají o nich astronomové nyní o něco lepší představu. Navíc by tento objev mohl pomoci vysvětlit původ silných magnetických polí řady bílých trpaslíků – objektů, které představují závěrečnou vývojovou fázi Slunci podobných hvězd a mají mnoho společného s hvězdami extrémní horizontální větve. „Celkový pohled ukazuje, že variace jasnosti u všech horkých hvězd – od Slunci podobných až po staré hvězdy extrémní horizontální větve nebo dávno mrtvé bílé trpaslíky – mohou mít spojitost. Proto je můžeme společně chápat jako objekty s magnetickými skvrnami v povrchové vrstvě,“ dodává David Jones ze španělského Instituto de Astrofísica de Canarias.