Zakladní charakteristiky hvězdných erupcí

PLATNOST KAMPANĚ: 14. 2. 2016 - 1. 1. 2020
ZADAL: Ladislav Šmelcer, 14. 2. 2016
 
Pozorování erupcí u trpasličích zákrytových dvojhvězd

Cílem kampaně zaměřené na pozorování eruptivních zákrytových dvojhvězd je kromě určování okamžiků minim sledování možné erupční aktivity. V úvodním odstavci tohoto textu je zkráceně popsán mechanismus vzniku hvězdných erupcí. V další části je uveden seznam zajímavých systémů, metodika pozorování a užitečné poznatky z pozorování těchto zákrytových dvojhvězd v roce 2014 a 2015.

Úvod:

U slunečních erupcí se podařilo najít spojitost mezi aktivitou Slunce a podobou jeho magnetického pole. Z tohoto důvodu vyvstala myšlenka systematického sledování erupcí i u jiných hvězd. Na rozdíl od Slunce nejsme v současné době schopni odhadnout základní charakteristiky eruptivních dějů, jejich četnost a intenzitu a případné období zvýšené pravděpodobnosti těchto jevů. Periodičnost není známá z důvodu malého počtu pozorovacích řad. Příčina erupcí také není zcela jasná. Zřejmě se zde jedná o energetické procesy v magnetickém poli, ale z důvodu velké vzdálenosti zkoumaných hvězd není absolutní jistota. Základním předpokladem je výběr hvězd podobných Slunci nebo mírně chladnější červených trpaslíků, které by měly být více aktivnější. Výhodné je sledovat trpasličí hvězdy vykazují emisi u některých spektrálních čar, což svědčí o jejich vyšší aktivitě. Jedná se tedy o hvězdy spektrálních tříd dKe – dMe.

První záznamy o erupcích u jiných hvězd se objevují už v polovině minulého století. Pozdější výzkum dal vznik dvěma skupinám eruptivních hvězd.

UV Ceti
Teplota erupční koróny byla stanovena na hodnotu T = 1 - 5*10^7 K. Eruptivní procesy těchto hvězd dosahují energie 10^25 – 10^27 J a jejich délka trvání může dosahovat několik minut až hodin.

RS CVn (Canum Venaticorum variables)
Těsné dvojhvězdy s orbitální periodou od jednoho dne až do dvou týdnů, s teplejší složkou spektrálního typu F až G IV-V a silnou emisí v čarách H a K mimo zákryt. Nicméně nyní už je zřejmé, že existují i dvojhvězdy podobného chování s kratší a delší periodou. Hvězdy typu RS CVn dnes tvoří početnější skupinu s pěti podskupinami.
U těchto hvězd se energie uvolněná během erupce pohybuje v rozmezí 10^27 – 10^29 J a děj může trvat až několik hodin (byla zaznamenána erupce trvající až 7 hodin). Teplota erupční koróny dosahuje T = 10^8 K.

Průběh erupcí je velmi podobný jako u Slunce. Po rychlém náběhu – tzv. impulsní fázi, která trvá několik minut, nastává pozvolný pokles trvající až několik hodin – tzv. graduální fáze. Během erupce se také mění profil spektrálních čar, v počáteční fázi erupce dojde k rozšíření vodíkových čar Balmerovy série až o 3 nm.

Kandidáti:

V TABULCE jsou vypsány zajímavé systémy určené k pozorování. Jsou zde uvedeny základní informace – název hvězdy, souřadnice, základní minimum, amplituda změn jasnosti a perioda. Zpravidla se jedná o krátkoperiodické systémy, sestávající se z červených trpaslíků s malou hmotností. Je tedy možné v některých případech získat za noc i dvě minima. Díky malé svítivosti, i když hvězdy nejsou příliš vzdálené, se jedná o systémy s jasností kolem
13. magnitudy. Tomuto faktu je také nutné přizpůsobit délky expozic v závislosti na průměru dalekohledu, aby byl dosažen dostatečný signál pro dostatečně přesná fotometrická měření.

V tabulce jsou označeny žlutě ty objekty, u kterých byla již aktivita vzplanutí zaznamenána a výsledky se objevily v literatuře. V průběhu letošního roku se na stránkách sekce
http://var2.astro.cz/ budou objevovat články o těchto hvězdách.

Podle zkušeností z pozorování GJ 3236 Cas v loňském roce mohu uvést následující doporučení.

Doporučuji kromě zákrytů (minim) sledovat vzhled celé světelné křivky. Pakliže se na světelné křivce objeví sinusoidální změny s periodou odpovídající orbitální periodě, s velkou pravděpodobností budou tyto změny způsobené přítomností velké hvězdné skvrny či skvrn. Pokud je přítomná velká skvrna, bude v okolí skvrny silné magnetické pole a je možné očekávat silnou eruptivní činnost, podobně jako u GJ 3236 Cas.

Pokud chceme zachytit erupci, zpravidla se jedná o velmi rychlý a krátce trvající děj (běžně do 10 minut). Při delších expozicích není možné dělat vícebarevnou fotometrii, pouze v jednom filtru, aby bylo dostatečné pokrytí světelných změn během erupce.

Z toho vyplývá i další připomínka, pokud si ze seznamu vyberete jeden systém, je užitečné se dlouhodobě věnovat pouze jemu, získat co nejvíce dat v možném pozorovacím období. Já osobně sleduji objekty s velkou deklinací (v tabulce označené čísly 3, 4 a 16), které jsou sledovatelné celoročně.
Výhodou by bylo dělat souběžná pozorování z několika pozorovatelen jednoho objektu v různých filtrech, to je na vzájemné domluvě s pozorovateli.

V současné době spolupracují na pozorování těchto hvězd hvězdárny v Trhových Svinech (František Bílek), Ondřejov (Marek Wolf, Hana Kučáková, Kateřina Hoňková), Kolonica (Pavol Dubovský). Podařilo se také získat pozorovací čas na Leopold Figl Observatory díky kontaktům Miloše Zejdy.

Výsledkem této kampaně budou i publikace. První výsledky fotometrie zákrytové dvojhvězdy NSVS 01031772 Cam, kde byla pozorována erupční aktivita, byly publikovány v OEJV 175, připravuje se i větší publikace pro GJ 3236.

V letošním roce se také podařilo navázat kontakt na Astronomický ústav v Ondřejově, jmenovitě s profesorem Petrem Heinzelem, na spolupráci při pořizování spekter eruptivních hvězd.

Pokud budete potřebovat podrobnější informace, můžete se obrátit na mě
Ladislav Šmelcer
Hvězdárna Valašské Meziříčí
Vsetínská 78, 757 01
lsmelcer@seznam.cz
tel. 777 82 88 86