Nejteplejší vyhořelá hvězda

18. prosinec 2008
Bílí trpaslíci se často nachází uvnitř planetárních mlhovin. Výjimkou není ani ten nejteplejší.

Trojčlenný tým německých a amerických astronomů našel ve vesmíru jednoho z vůbec nejteplejších bílých trpaslíků. Pozorování ultrafialového kosmického dalekohledu FUSE ukázala, že teplota na povrchu trpaslíka KPD 0005+5106 je neuvěřitelných 200 000 stupňů.

Pekelné teploty hvězd
Pokud se planetě Venuši s jejími 500 stupni říká pekelná planeta, pak už opravdu nevím, jak říkat tomuto trpaslíkovi. Při teplotě 200 000 stupňů se neudrží ani v pevném ani v kapalném skupenství absolutně nic, co máme tady na Zemi.

Povrchové teploty hvězd se pohybují v širokém rozpětí. Hnědí trpaslíci, kteří jsou takovými "nevylíhnutými" hvězdami, mají teploty od zhruba 1000 stupňů. Velcí červení obři jsou horcí 3000 stupňů. Naše Slunce, které je ve vesmíru typickým případem hvězdy, má povrchovou teplotu řádově 6000 stupňů. A vyhaslá rozžhavená jádra hvězd, tedy bílí trpaslíci, ti mají teploty v rozmezí zhruba 10 000 až 100 000 stupňů. Jsou to tedy velké rozdíly a hvězdy jsou díky nim také různě barevné. Ostatně proto se také červení obři jmenují červení a bílí trpaslíci bílí.

Bílí trpaslíci jsou navzdory své vysoké teplotě slabě zářící hvězdy. Ve fotografii jedné kulové hvězdokupy jsou vyznačeny prázdnými kroužky.

Přes dvanáct tisíc vyhořelých hvězd
V katalogu bílých trpaslíku je dnes zhruba dvanáct a půl tisíce hvězd. U všech není teplota známa, ale dosud známí bílí trpaslíci mají teploty nejčastěji kolem 100 000 stupňů. Z čistě vědeckého hlediska je na vysoké teplotě bílého trpaslíka KPD 0005+5106 zajímavé to, že jeho atmosféra vyzařuje v ultrafialovém světle tak silně, jak se to dosud u žádné jiné hvězdy nepozorovalo.

Porovnání velikosti Země a bílého trpaslíka

Hledání nejteplejších trpaslíků je vlastně hledáním nejmladších trpaslíků. Bílý trpaslík je bývalé jádro hvězdy. Už v něm neprobíhají termojaderné reakce a tak jen chladne a chladne. Jenže nemá rozměr hvězdy, ale spíše planety typu Země, a tak chladne dlouho, miliardy let. Až vychladne úplně, bude z něho nesvítivý černý trpaslík. Žádný takový ale ve vesmíru neznáme. Důvod je jednoduchý, bílý trpaslík vychladne na černého až za 100 miliard let, ale vesmír je starý jen nějakých 14 miliard let.

Po dvaceti letech se podezření potvrdilo
Hvězda KPD 0005+5106 byla objevena roku 1985 a už tehdy se zdálo, že bude hodně horká. Ačkoli je její povrchová teplota tak vysoká, na obloze příliš nesvítí. Bílých trpaslíků na obloze vůbec najdeme celkem málo. Mají totiž malý povrch a vydávají do prostoru i přes vysokou teplotu málo světla. Kdybyste chtěli trpaslíka KPD 0005+5106 pozorovat, tak to je možné jedině v dalekohledu o průměru alespoň 20 cm. S ním už není problém ho podle podrobné mapy oblohy v souhvězdí Kasiopeji najít.

Přibližná poloha bílého trpaslíka v souhvězdí Kasiopeji

Už spektra z pozemních dalekohledů v osmdesátých letech ukazovala, že tento bílí trpaslík bude zřejmě hodně horký. Navíc se zjistilo, že patří do úzké skupiny trpaslíků, v jejichž atmosféře převládá hélium. V devadesátých letech se díky důkladnější spektroskopii Hubblova kosmického dalekohledu (HST) podařilo určit teplotu na 120 000 stupňů. Bezkonkurenčně nejpřesnější měření teploty bílého trpaslíka KPD 0005+5106, ale provedl vesmírný ultrafialový dalekohled FUSE. Během let 1999 až 2007 tuto hvězdu pozoroval často, protože byla používána jako kalibrační hvězda pro palubní přístroje. Dalekohled FUSE dokáže měřit teplejší objekty než HST, takže zjistil, že v kratších vlnových délkách tento bílý trpaslík svítí ještě intenzivněji.

Vápník jako důkaz
Detailní a přesná měření spektrálních čar vápníku v atmosféře bílého trpaslíka ukázala, že vápník je devětkrát ionizovaný. To je u hvězd naprosto nevídaná záležitost. Vápník díky obrovské teplotě přišel o devět svých elektronů z dvaceti, tzn. skoro o půlku. Podle výpočtů je to možné jen při teplotě 200 000 stupňů. Horký bílý trpaslík je teď pro vědce unikátní laboratoří, protože jedině na něm vidí zářit prvky v takovém vysokém stupni ionizace. A podle prvních zpráv to záření s teorií zrovna moc nesouhlasí. Taková vysoká teplota a zároveň silné zastoupení hélia ve spektru přidělává astronomům vrásky.

Emisní čára devětkrát ionizovaného vápníku CaX. Lze ji nalézt jen v atmosféře 200 000 stupňů horké hvězdy.
Spustit audio
autor: Petr Sobotka