Zazracna

Hvezda, ktera zmizi a vrati se

David Fabricius ji videl 3. srpna 1596. Byla jasna — treti magnituda. O mesic pozdeji zmizela. Uplne. Za pul roku se vratila. V roce 1638 ji Johannes Holwarda nalezl znovu a potvrdil periodicitu. Johannes Hevelius ji v roce 1662 pojmenoval 'Mira' — zazracna — protoze v jeho dobe neexistoval koncept promenne hvezdy. Hvezdy byly vecne a neměnné. Tahle nebyla.

Mira (Omicron Ceti) se meni z magnitudy 2 na magnitudu 10 a zpet. V maximu je jasnejsi nez Polarka. V minimu ji nevidite ani malym dalekohledem. Osm magnitud — faktor 1 500 v jasnosti — kazdych 332 dnu. Po ctyrista let je to jeden z nejspolehlivejsich hodin na obloze.

Umirajici hvezda, ktera dychá

Mira je AGB hvezda — asymptoticky obri vetev. Ma 1.18 slunecnich hmotnosti, ale nafoukla se na 400 slunecnich polomeru. Kdyby byla na miste Slunce, pohltila by orbitu Marsu. Teplota povrchu je pouhych 3 000 K — cervena az hneda.

Ale nezvetsuje se rovnomerne. Dycha. Kazdych 332 dnu se roztahne a smrsti — kappa mechanismus: iontova opacity v atmosfere se meni s teplotou, zachytava zareni, hvezda se nafoukne, zareni unikne, hvezda spadne zpet. Kazdy dech vymrsti do prostoru oblak prachu a plynu.

Mira ztráci hmotu rychlosti 1.3 × 10⁻⁷ slunecnich hmotnosti za rok. Za milion let ztrati dost hmoty na to, aby z ni zbyl jen bily trpaslik obklopeny planetarni mlhovinou.

Ocas dlouhy trinact svetelnych let

V roce 2007 druzice GALEX objevila neco, co nikdo necakal: Mira ma ocas. Ne maly ocas — trinact svetelnych let dlouhy UV ocas, protahly jako kometi stopa. Je to hmota, kterou Mira ztraci uz 30 000 let, jak prorázi mezihezvezdnym plynem rychlosti 130 km/s.

Mira leti prostorem rychleji nez vetsina hvezd v sousedstvi. Jeji material zanechava stopu jako lodka na hladine. UV zareni ukazuje šokovou vlnu pred hvezdou a dlouhy chvost za ni. Je to jediny znamy pripad, kdy je ztrta hmoty AGB hvezdy primo viditelna na takovem meritku.

Ocas obsahuje dost materialu na tvorbu planet. Hvezda doslova seje uhlík a kyslík do galaxie.

Pruvodce, ktery krade

Mira neni sama. V vzdalenosti 0.6 arcsec (asi 70 AU) obíha Mira B — bily trpaslik nebo mala hvezda hlavni posloupnosti. Mira B akretuje material z vetru Miry A a vytvari kolem sebe akrecni disk.

Mira B zarí v rentgenu a UV. Akrecni disk je videt v Hubbleovych snimcích jako maly jasny bod vedle obriho cerveneho baloonu Miry A. Interakce mezi A a B — gravitacni, radiativni, hmotnostni — zivila astronomický vyzkum po desitiletí.

Jednoho dne, az Mira A ztrati veskerou obalku a stane se bilym trpaslikem, vznika system dvou bilych trpasliku. Pokud jsou dostatecne blizko, mohou se za miliardy let slít — a Mira skonci jako supernova Ia.

Co vidi TESS

TESS pozorovalo Miru ve dvou sektorech (4 a 31) pres 759 dni. Celkem 46 947 mereni. Variace jasnosti je 77 % — enormni rozsah. Normalizovany tok pada z 1.47 na 0.69. To odpovida ~0.8 magnitudy v TESS pasmu — zlomek celkoveho rozsahu 8 magnitud, protoze TESS zachytila jen cast cyklu.

Dominantni perioda: 371 dnu (power 0.183). Publikovana perioda je 332 dnu — rozdil odráží to, ze perioda Miry neni presne konstantni. Mira variables maji typicky jitter ±10-15 % v delce cyklu. Dalsi harmonicke na 124d a 74d ukazuji, ze pulsacní krivka neni sinusovka — je asymetricka, s rychlym narůstem a pomalym poklesem.

Krik umirajici hvezdy na skale entropie

Spektralni entropie Miry je eta = 0.005. To je absolutne nejnizsi hodnota ze vsech analyzovanych objektu — dvacetkrat nizsi nez Epsilon Aurigae (0.124), stokrat nizsi nez Pribylskeho hvezda (0.476).

Proc tak extremne nizka? Protoze Mira pulzuje jednim jedinym modem tak silne, ze vsechno ostatni v signalu zmizí. Shannon entropie je pouhych 0.08 bitu z maximalních 18 — prakticky veskera spektralni energie je soustredena do jedine frekvence. 100 % v pasmu BASY.

Mira je ultra-ladicka — ne akord jako Epsilon Aurigae, ale jediny ciry ton. Umirajici hvezda, ktera krici do vesmiru na jedne jedine frekvenci.

Kde na skale lezi Mira

Spektralni entropie eta = 0.005 radi Miru na absolutne nejnizsi misto skaly — jeden cistý ton z umirajiciho AGB obra, dvacetkrat nizsi nez druhy nejnizsi objekt.

Posledni dech hvezdy

Mira dycha uz miliony let. Kazdy dech je slabsi nez predchozi — hvezda ztraci hmotu, smrstuje jadro, priblizuje se konci. Az jednoho dne posledni dech vymrsti posledni obálku do prostoru a zbude jen bily trpaslik, tichy a studeny.

Ale material, ktery Mira rozhazela — uhlík, kyslík, dusik — stane se soucasti novych oblaku, novych hvezd, novych planet. Mira umi, ale jeji atomy budou zit dal. Fabricius ji videl v roce 1596. My ji jeste vidime. Za sto let uz mozna ne.

Kde se potkáváme s konvenční fyzikou

Mira je prototyp pulsujících AGB hvězd. Perioda 332 dní, UV chvost 13 světelných let (Martin et al. 2007). Pulsační model je dobře etablovaný (Wood 2015). Ale Mira má nejnižší spektrální entropii ze všech objektů, které jsme analyzovali. Nejuspořádanější hvězda. Konvenční klasifikace ji řadí mezi proměnné. Proměnná, která se nemění?