Demonska hvezda

Demon na obloze

Arabsti astronomi ji nazvali Ra's al-Ghul — hlava demona. Rekove ji umistili do ruky Persea jako oko usekle hlavy Meduzy. Hebrejsky Rosh ha Satan. Cinsky Tsi She — hromada mrtvol. Kazda civilizace, ktera se na ni podivala, videla neco zleho.

Neni divu. Algol mzika. Kazdych 2 dny, 20 hodin a 49 minut zeslabne z magnitudy 2.1 na 3.4 — o cely stupen — a za deset hodin se vrati. Spolehlivejsi nez hodiny. Lide to videli tisice let nez pochopili proc.

Osmnactilety hluchonemy clovek, ktery to vylustil

V roce 1783 sedmnactilety John Goodricke — hluchonemy od narozeni po spalnickovem zapalu mozkovych blan — publikoval elegantni vysvetleni: Algol mzika, protoze kolem ni obíha druha hvezda, ktera ji pravidelne zakryva. Byl to prvni spravny model zatminove dvojhvezdy v dejinach astronomie.

Goodricke nemel dalekohled dostatecne silny na to, aby pruvodce videl. Ale jeho logika byla bezchybna: perioda je presna, hloubka poklesu konstantni, profil symetricky. Jedine vysvetleni je geometricke.

Kralovsky spolecnost mu udelila Copleyho medaili — nejvyssi vedecke oceneni te doby. O dva roky pozdeji, ve dvaceti letech, zemrel na zapal plic po nocich stavenych pozorovanim na mrazu.

Tri hvezdy v jednom

Algol neni dvojhvezda — je to trojita soustava. Hlavni par A-B obezi kazdych 2.867 dne: A (B8V, 3.17 Slunci, 13 000 K) je horka modra hvezda, B (K0IV, 0.70 Slunci) je chladny podobre oranžový — ale nafouklý na 3.48 slunecnich polomeru. Treti clen C (A7m, 1.76 Slunci) obíha par v sirsi draze s periodou 1.86 roku.

Algolský paradox: mensi hvezda B je rozvinutejsi nez vetsi A. To nedava smysl — vetsi hvezdy starnout rychleji. Reseni: B byla puvodnE vetsi, ale ztratila hmotu prenosem na A. Doslova 'vykrmila' svoji spolecnici a zbyl z ni chladny ogr.

Anatomie mziknuti

Primarni zatmeni trva 10 hodin. Chladny podobre B (4 500 K, vetsi prumer) prejde pred horkym A (13 000 K) a zablokuje 70 % jeho svetla. Pokles o 1.27 magnitudy je viditelny pouhym okem — kazdemu, kdo vi kdy se divat.

Sekundarni zatmeni je plytke (0.05 mag) — horka A prejde pred chladnou B, ale B je tak slaba, ze jeji zakryti temer nic nezmeni.

Treti hvezda C pridava dalsi modulaci: jeji gravitace zpusobuje precesi orbity A-B s periodou ~32 let. Sklon primarni orbity se pomalu meni, a s nim i hloubka zatmeni. V roce 2050 bude pokles o ~0.1 mag mensi nez dnes.

Co vidi TESS

TESS pozorovalo Algol ve trech sektorech (18, 58, 85) pres 1845 dni. Celkem 124 882 mereni. Variace jasnosti je 50 % — pokles z 1.06 na 0.56 normalizovaneho toku. To je primo viditelne pouhym okem.

Dominantni perioda v periodogramu je 1.434 dne — presne polovina orbitalni periody 2.867 dne. Proc polovina? Protoze TESS vidi DVA zatmeni za kazdy orbit: hluboke primarni (B pred A) a plytke sekundarni (A pred B). Oba prispeji k signalu na frekvenci 1/P a 2/P.

Dalsi harmonicke (0.718d = 1/4 P) ukazuji, ze eclipsing profil neni sinusovka — je to ostra V-krivka. To znamena velky prumer zakryvajici hvezdy B a male skloneni orbity (81.4°).

Hodinovy stroj na skale entropie

Spektralni entropie Algolu je eta = 0.434. To ho radi do usporadane zony — ale vyse nez Epsilon Aurigae (0.124) nebo Pribylskeho hvezdu (0.476, ale jinemu druhu radu).

Proc ne nizsi? Protoze eclipsing krivka Algolu neni cisty sinusovy ton — je to ostra V-tvarova krivka s harmonickymi. Kazda harmonicka pridava spektralni energii do dalsich frekvenci, coz zvysuje entropii. Paradoxne: cim presnejsi je geometricky hodinovy stroj, tim vice harmonickych generuje, tim vyssi entropie.

Algol je hodinovy stroj s ostrou tikajici rucickou — ne hladke kyvadlo.

Tri tisice let strachu

Algol je jedina hvezda, kterou kazda civilizace pojmenovala 'zla'. Egyptane ji zaznamenali v Kahunskem kalendari kolem 1244 pr.n.l. — prvni znamy zaznam promenné hvezdy. Arabsti astronomi ji systematicky pozorovali od 9. stoleti. V evropske astrologii byla 'nejnestastnejsi hvezdou na obloze'.

Proc vsichni videli demona? Odpoved je ve vizualnim vjemu: hvezda, ktera pravidelne zeslabne a zase se vrati, jako oko, ktere se zavre a otevre. V dobe, kdy byly hvezdy nepohyblive a vecne, tohle bylo desive. Jedina hvezda na obloze, ktera mrkala.

Kde na skale lezi Algol

Spektralni entropie eta = 0.434 radi Algol do stredni casti usporadane zony — geometricky presny eclipsing signal s harmonickymi z ostreho profilu zatmeni.

Oko, ktere se nezavre

Algol mzika uz miliardy let. Bude mzikat jeste miliardy dalsich — dokud se hvezda B docela nerozpusti nebo se system nerozpadne. Za tu dobu ji spatrily rasy, ktere uz neexistuji, a spatri ji rasy, ktere jeste neexistuji.

John Goodricke ji pochopil za pet mesicu pozorování. Zemrel o dva roky pozdeji, ve dvaceti. Ale jeho vysvetleni — geometricke zakryti — stoji dodnes. Prvni eclipsing binary, prvni detekce prenosu hmoty, prvni model trojiteho systemu. Vsechno zacalo u 'demonske hvezdy'.

Kde se potkáváme s konvenční fyzikou

Algol je prototyp polo-oddělených zákrytových dvojhvězd. Algolský paradox -- méně hmotná hvězda je dále ve vývoji -- je vyřešen přenosem hmoty (Crawford 1955). Perioda 2.867 dne je stabilní přes staletí. Ale TESS data ukazují entropii 0.434 -- přesně na hranici řádu a chaosu. Algol nebalancuje náhodou.