Dvojhvězdy, co nám všechno nabízí jejich pozorování

/ 22.01.2024 /

Dvojhvězda neznamená jen dvojici blízkých hvězd na nebi. Dvojhvězda je dvojice gravitačně vázaných hvězd obíhajících kolem společného těžiště, které se nachází mezi nimi. Tyto hvězdy mají zpravidla stejné stáří a stejné chemické složení na začátku jejich života. Pokud jsou hvězdy od sebe daleko, může být jejich oběžná doba i mnoho roků a hvězdy spolu prakticky neinteragují. Ovšem pokud se nachází v těsném gravitačním objetí, může být jejich oběžná doba třeba jen v hodinách a může docházet i k situaci, že se hvězdy dokonce dotýkají! Hvězdy mohou pulzovat, mít kolem sebe disky materiálu a mohou nabývat opravdu různorodých podob. Ale v každém případě nám hvězdy obíhající kolem sebe umožňují určovat základní parametry, například jejich hmotnost a jak daleko jsou od sebe. Zajímavá je též skutečnost, že i když se to na první pohled do astronomického dalekohledu nezdá, většina hvězd žije v párech, nebo ve vícenásobných hvězdných soustavách. Téměř všechny dvojhvězdy jsou však k sobě úhlově tak blízko, že nám v okuláru splývají v jediný bod. Jen výjimečně je můžeme spatřit jako dvě tečky vedle sebe. Ale když se to povede, je to krása, někdy se tyto hvězdné dvojice jeví dokonce i barevné! S větším rozlišením nám pak pomůže například interferometrie. Astrometricky lze také určovat přesné pohybové trajektorie hvězd a pokud se hvězdy nepohybují přímo, lze usuzovat, že mají nějakého svého hvězdného průvodce. Takto byl například kdysi objeven i souputník nejjasnější hvězdy nočního nebe - Siria. Dalším způsobem objevování dvojhvězd je studium hvězdných spekter. Štěpení a pohyb spektrálních čar nám prozradí dvojhvězdný, nebo i vícehvězdný systém. Velice populární metodou je pozorování vzájemného zakrývání hvězd. Pokud je totiž vůči nám oběžná dráha hvězd skloněná tak, že se hvězdy zakrývají, kolísá celkový jas hvězdné soustavy a tvar světelné křivky nám potom může prozradit i vícenásobný hvězdný systém. Zajímavý je například i tzv. dvojzákrytový systém, tzn. čtyřhvězda, kde se obě složky se jeví jako zákrytové dvojhvězdy. Světového věhlasu dosáhl při studiu dvojhvězd český astronom prof. Zdeněk Kopal. Předpověděl dokonce hvězdné páry, jejichž složky se mohou dotýkat a takové dvojhvězdy byly později skutečně nalezeny!

Na hvězdárně ve Ždánicích má pozorování proměnných hvězd a zákrytových dvojhvězd dlouhou tradici. V minulosti probíhala tato pozorování vizuálně. Dnes se využívají fotometrická pozorování pomocí astronomické kamery, což je metoda nesrovnatelně přesnější. Světelná křivka se tvoří porovnáváním jasnosti studované hvězdy s referenční hvězdou, přičemž interpretace tvaru zjištěné světelné křivky dává astronomům možnost určit základní parametry hvězd. Využívají přitom metody modelování hvězdného systému a pokud je to možné, kromě fotometrie se berou v úvahu i spektroskopická data. Kromě dvojhvězd se studují i vícenásobné hvězdné systémy. Aby byl systém vícehvězdy dlouhodobě stabilní, ukázalo se, že v případě trojhvězdy se uplatňuje uspořádání ve tvaru těsný pár a ve větší vzdálenosti třetí složka. Čtyřhvězdy bývají často v uspořádání dvou gravitačně vázaných párů, ale mohou se vyskytovat též v podobě trojhvězdy s velmi vzdálenou čtvrtou složkou. Existují dokonce i stabilní pětihvězdy a šestihvězdy, přičemž hranice vícehvězdných soustav je zřejmě někde u systému obsahujícího asi osm hvězd. Systémy s ještě více hvězdami by již zřejmě nemusely být úplně stabilní a bylo by je možné klasifikovat spíše jako hvězdokupy. Někdy bývá docela obtížné ze světelných křivek určit, kolik hvězd je v daném hvězdném systému skutečně obsaženo a může se stát, že nové „rozplétání“ světelných křivek vede i k novým závěrům. Obecně také zde platí, že zlepšení přesnosti měření může vést k novým objevům a výborným pomocníkem současných astronomů zabývajícími se dvojhvězdami jsou například data ze satelitu TESS. Ovšem kvalitní data lze také nyní pořizovat i novým univerzitním dalekohledem ve Ždánicích o průměru 80 cm (AZ800). Masarykova univerzita využívá k vlastním pozorováním především dva přístroje. AZ800 ve Ždánicích a dalekohled o průměru 60 cm v Brně na Kraví hoře. Oba dalekohledy je možné ovládat ve vzdáleném režimu bez fyzické přítomnosti pozorovatele, nicméně z naměřených dat je patrné, že mnohem kvalitnější data poskytuje nový dalekohled AZ800. Je to dáno jednak tím, že se jedná o skutečně nový špičkový dalekohled s větším průměrem objektivu a rovněž mnohem lepšími pozorovacími podmínkami ve Ždánicích. V blízké budoucnosti se pro tento dalekohled také počítá s osazením nového spektrografu.

Studium dvojhvězd má pro astronomii důležitý význam. Tyto hvězdné systémy jsou klíčem pro zjišťování mnoha základních charakteristik hvězd tvořících naší Galaxii, náš hvězdný domov.

Přednáška Mgr. Jakuba Koláře vzbudila zasloužený zájem.

Rozplétání světelných křivek může být v některých případech úplná alchymie.

Univerzitní dalekohled, se kterým pozoruje z Brna také Mgr. Jakub Kolář, slouží v současnosti především k výzkumu zákrytových proměnných hvězd.

O výborné kvalitě univerzitního dalekohledu AZ800 ve Ždánicích svědčí například tento graf světelné křivky proměnné hvězdy. Levá a pravá část grafu s většími středními chybami byla pořízena pomocí dalekohledu o průměru 60 cm v Brně na Kraví hoře. Prostřední část grafu (sestupná fáze křivky s minimem) byla naměřena dalekohledem AZ800 ve Ždánicích. Na první pohled je patrné, že měření získaná dalekohledem AZ800 mají nejméně pětkrát lepší přesnost.

Na závěr přednášky si mohli návštěvníci hvězdárny prohlédnout ždánickou „osmdesátku“ na vlastní oči.

„Dvojhvězda“ Mgr. Jakub Kolář na ždánické hvězdárně.