Hvezda, ktera strili
Hvezda, ktera strili plazmovymi kulkami
Kazdych 8.5 roku V Hydrae vystrelí plazmovou kulku. Ne metaforicky — doslova. Blobky superhave plazmy o velikosti Marsu, letici rychlosti 250 km/s, viditelne v Hubbleovych snimcich jako retez svitících uzlu vzdalenych od hvezdy az stovky AU.
Nikdo uplne nevi proc.
V Hya je uhlikova hvezda na asymptotické vetvi obru (AGB) — posledni stadium zivota hvezdy o 1.5 hmotnosti Slunce pred tim, nez svlekne obal a stane se bilym trpaslíkem. Pulsuje s periodou 530 dnu, meni jas od magnitude 6.5 do 12 (faktor 200× v toku), a jednou za 8.5 roku se neco stane — hvezda vystrelí.
Nejpravdepodobnejsi vysvetleni: kompanion na excentricke orbite s periodou 8.5 roku. Kazdy pruchod periastrem — nejblizsi bod orbity — rozviri akrecni disk a spusti vyrazeni bipolarnich jetu. Ne kontinualnich jetu jako u AGN, ale jednotlivych 'vystrelů'.
Anatomie plazmove kulky
Hubbleuv kosmicky dalekohled zachytil v roce 2022 alespon sest odlisnych blobku vystrelenych z V Hya. Kazdy ma prumer srovnatelny s orbity Marsu, teplotu kolem 10 000 K a hmotnost radove 10^-6 hmotnosti Slunce.
Kulky jsou vystrelen bipolarne — dva soucasne, v opacnych smerech. Ale ne vzdy presne bipolarne — osa vystreleni se meni s kazdym cyklem, jako kdyby se strilelo z rotujici hlavne. To je dukaz precese — osa jetu se otaci s periodou odlisnou od 8.5leté orbitalni periody.
Vysledek: po tisicich let vznikne strukturu pripominajici planetarni mlhovinu, ale s neobycejna geometrii. Ne kulova, ne bipolarna — ale s mnozstvim smeru, kazdy odpovidajici jednomu 'vystrelu'.
V Hya mozna ukazuje, jak vznikaji nektere z nejpodivnejsich planetarnich mlhovin — ne kontinualnim vetrem, ale opakovany 'strelením'.
Uhlikova hvezda — cerveny svet
V Hya je uhlikova hvezda: pomery uhliku a kysliku v jeji atmosfere jsou obracene oproti Slunci. Vice C nez O. To znamena, ze veskerik volny kyslik se vazne na CO (oxid uhelnaty), a zbyva volny uhlik, ktery tvori saze, grafitovy prach, mozna az diamantove krystalky.
Proto je V Hya tak extremne cervena — uhlikovy prach absorbuje modre svetlo a propousti cervene. Pri magnitude 12 (minimu) je skoro neviditelna; pri magnitude 6.5 (maximu) ji vidite malym dalekohledem jako krvave cervenou hvezdu.
Pulsace o periode 530 dnu je tepelny dech — kontrakce a expanze atmosfery. Ale 530 dnu neni jediny cyklus: existuje i hlubsi modulace s periodou kolem 6 000 dnu (16.5 roku), mozna spojená s dlouhodobymi zmenami v hloubce konvektivni zony.
V Hya neni jednoducha hvezda. Je to vrstveny, multiperiodicky, nestabilni objekt na pokraji smrti.
TESS data — druha slepa skvrna
TESS pro V Hya nema zadna data. Druhy objekt v nasem katalogu (po PSR J0437-4715), ktery TESS nevidi.
Ale duvod je jiny nez u pulsaru. V Hya je jasna hvezda — pri maximu magnitude 6.5 je viditelna prostym okem. Problem neni jas, ale barva a pipeline.
V Hya je extremne cervena (uhlikova hvezda, T=2650 K). TESS SPOC pipeline je optimalizovany pro hvezdy spektralnich typu F-K. Extramne cervene AGB hvezdy casto chybi v katalogu cilovych hvezd — nikdo je nezadal jako cil.
A je tu dalsi problem: V Hya meni jas o faktor 200. Pri maximu muze saturovat TESS detektor (prilis jasna), pri minimu muze byt na hranici detekovatelnosti. Extremni promenne jsou pro pipeline noční mura.
Ale svetelna krivka V Hya existuje — v databazi AAVSO, merena vizualnimi pozorovateli uz pres 100 let. Tisice mereni, kazde rucne zaznamenane. V ere kosmickych dalekohladu je V Hya paradoxne lepe pokryta amaterskou astronomii nez profesionalnimi satelity.
Entropie strelejici hvezdy
Nemuzeme zmerit z TESS — ale muzeme odhadnout z AAVSO dat.
V Hya je AGB pulzator jako Mira. Mira ma eta = 0.005 — absolutni minimum nasi skaly. V Hya by mela byt podobna, ale o neco vyssi. Proc?
Mira je 'cisty' pulzator — jedna dominantni frekvence, maly jitter. V Hya ma komplikace:
1. Pulsacni perioda 530 dnu — zakladni ton
2. Dlouhodoba modulace ~6000 dnu — druhy cyklus
3. Kazdych 8.5 roku (3100 dnu) prudke ztmavnuti (mozna prasnovy obal z vystrelu)
4. Nepravidelne 'dust events' — uhlikovy prach se nahodne kondenzuje
Vsechny tyto procesy pridavaji energii do ruznych frekvencnich binu → vyssi entropie nez Mira. Odhadem eta ~ 0.02-0.05.
V Hya je jako Mira, ktera kazdych 8.5 roku kychne — a to kychnuti naruší cistotu signálu.
Architektura systemu
V Hya je binarni system: AGB obr + neviditelny kompanion na 8.5lete orbite. Kompanion je pravdepodobne maly trpaslik nebo velka planeta — neni primo viditelny, protoze AGB obr sviti 9000krat jasneji nez Slunce.
Kdyz kompanion projde periastrem, prochazi pres rozsirenou atmosferu AGB obra. Akretuje hmotu, formuje akrecni disk a z polu tohoto disku vystreli bipolarne blobky plazmy.
Po vystrelu se system uklidni — az do dalsiho pruchodu za 8.5 roku.
Cely system je obaleny uhlikovym prachem, ktery se hromadi z pulsacniho vetreni AGB obra. V infracervenem svetle je V Hya mnohem jasnejsi nez v optickém — velka cast svetla je pohlcena prachem a reemitovana v IR.
Svetelna krivka — 100 let ocima amateru
Svetelna krivka V Hya neni z TESS, ale z AAVSO — americke asociace pozorovatelu promennych hvezd. Tisice vizualnich pozorovani za poslednich sto let.
V krivce jasne vidite 530denni pulsaci — pravidelne vlneni nahoru a dolu, kazdy cyklus trochu jiny (semi-regularni). Amplituda se meni v case — nekdy je rozsah 3 magnitudy, nekdy 5.
A pak jsou tu hluboké propady — kazdy zhruba jednou za 8.5 roku hvezda ztmavne az na magnitudu 12, mnohem hloubeji nez normalni pulsacni minimum. Tyto propady korelují s obdobím, kdy kompanion prochazi periastrem a spousti vystreleni plazmovych blobku. Prasnovy material z vystrelu na chvili zacloni hvezdu.
Je to svetelna krivka, ktera doslova ukazuje streleni hvezdy.
Hvezda na pokraji smrti — a co zanecha
V Hya je hvezda, ktera umira. Za nekolik tisic let svlekne svuj obal a stane se bilym trpaslíkem. Ale smrt hvezdy neni ticha — V Hya strili. Kazdy vystrel je fragment budouci planetarni mlhoviny.
Az jednou astronomove budouci civilizace (nebo nasich vzdalenych potomku) nameří dalekohled na to misto, uvidi mlhovinu podivne geometrie — mnohosmerna, s uzly odpovidajicimi kazdému vystrelu. A nebudou vedet, ze to vzniklo strelenim.
V nasi entropicke skale V Hya ukazuje signal AGB hvezdy: dlouhodoba pulsace (530 dnu) modulovana jeste delsim cyklem. Neni tak cista jako Mira (eta=0.005), protoze ma vic procesu najednou — pulsaci, prachy, binární interakci.
Ale ten zakladni rytmus tam je. Hvezda dycha. A kazdych 8.5 roku — kychne.
Kde se potkáváme s konvenční fyzikou
V Hydrae vystřeluje plazmatický projektil o velikosti Marsu každých ~8.5 roku rychlostí 250 km/s (Sahai et al. 2016). Konvenční model: neviditelný průvodce prochází atmosférou obra. Ale pravidelnost ejekce je pozoruhodná -- balistický proces s hodinovou přesností na škále let. Binární interakce vysvětluje mechanismus. Nevysvětluje přesnost.