Má naše Slunce příbuzné?

Nejnovější hvězdná data z vesmírné observatoře Gaia umožnila astronomům generovat 3D atlas nejbližších binárních hvězd. Našli jich 1,3 milionu. Co se z něj dá vyčíst? (délka blogu 8 min.)

Gaia - astrometrie ve velkém měřítku 

Gaia vytvořila zatím největší a nejpřesnější trojrozměrnou mapu naší Galaxie - díky průzkumu více než tisíce milionů jejích hvězd. Gaia měřila jejich polohy s přesností 24 úhlových mikrosekund. To by se dalo srovnat s detekováním tloušťky euromince na oběžné dráze Země. 

Satelit Gaia se pohybuje na oběžné dráze kolem Slunce v bodě vzdáleném 1,5 milionu km od Země. Toto speciální místo je známé jako Lagrangeův bod L2. Lagrangeovy body jsou vlastně něco jako vesmírná parkoviště. Vyrovnávají se tu totiž přitažlivé y Země a Slunce a odstředivá síla. Satelit, který je zde umístěn, si zachovává svou pozici, aniž by k tomu musel použít pohonné jednotky. 

Kdyby se satelit nacházel přímo na oběžné dráze Země, musel by čas od času korigovat svůj kurs, protože ho gravitace naší planety neustále stahuje na nižší a nižší dráhu. Mimo jiné by také musel čas od času procházet zemským stínem. Tím by se střídavě zahříval, což by vadilo přesnému měření. L2 je tedy pro misi Gaia daleko příznivější, protože se zde satelit nemusí vyrovnávat s rušivými vlivy Země.

Vesmírná sonda Gaia startovala do vesmíru v prosinci 2013 a v následujícím roce zahájila své první vědecké operace. První data byla publikována v roce 2016 a obsahovala informace o vzdálenostech a pohybech 2 milionů hvězd.

Nově publikovaná data (druhý katalog) pokrývají sledování z 25. července 2014 až 23. května 2016. Definují pozice téměř 1,7 miliardy hvězd - a nejen to. Jsou totiž daleko přesnější než dřívější data. Znamená to, že se dnes dá zjistit tzv. paralaxa zkoumaných hvězd. 

Paralaxa je změna polohy hvězdy na obloze během jednoho roku - tedy během pohybu Země kolem Slunce. 

Díky tomu se tedy dá určit skutečný pohyb hvězd Galaxií, poté, co se odečetl vliv paralaxy. Z těchto dat umí vědci vyčíst různé zajímavé skutečnosti. Jeden z takových výzkumů - se týká dvojhvězd. 

Dvojhvězdy 

Ukázalo se, že téměř polovina všech hvězd podobných Slunci, jsou ve skutečnosti dvojhvězdy. A týká se to také našeho vlastního hvězdného okolí. Z tohoto úhlu pohledu je Slunce vlastně výjimečné - protože zjevně žádné hvězdné dvojče nemá. 

Bylo tomu tak ale po celou dobu jeho existence? Hvězdy se totiž už z principu věci nerodí osamocené. Spíše je pravděpodobné, že se tvoří ve skupinách - a to z obřích mračen plynu a prachu. 

Co když se eventuální příbuzný naší centrální hvězdy (ať už je to dvojče nebo třeba bratranec) působením gravitace ostatních hvězd od Slunce vzdálil natolik, že ho dnes už nemůžeme identifikovat jako přímého člena rodiny?

Před misí Gaia byla identifikace dvojhvězd složitá. To, že na nebi vidíme dvě hvězdy těsně vedle sebe, ještě zdaleka neznamená, že jsou vzájemně blízko. Může jít také o náhodu, kdy se světlo ze dvou hvězd pouze zdánlivě “setká” na naší obloze, zatímco oba objekty jsou ve skutečnosti od sebe značně vzdálené. Vyloučit tuto náhodu stálo dříve vědce spoustu času a námahy. Dnes tuto práci převzala Gaia. 

Sledováním zdánlivého pohybu na nebi během jednoho oběhu Země kolem Slunce (paralaxa) se dá určit, jestli dotyčné hvězdy leží blízko nebo daleko. Pokud mají obě složky dvojhvězdy stejnou paralaxu, musí být ve stejné vzdálenosti od Země. Nejlépe to funguje u hvězd, vzdálených méně než 3000 světelných let. Jejich paralaxa je totiž zřejmá a dobře pozorovatelná. 

“Široké” dvojhvězdy

Zpátky k tématice Slunce. Pokud by Slunce mělo v minulosti dvojče, které se působením gravitačních sil jiných hvězd odtrhlo a vydalo na soukromou cestu vesmírem, mohla by se podobná situace pozorovat i u jiných dvojhvězd. 

Vědci se tedy zaměřili na tzv. “široké” dvojhvězdy, tedy hvězdy, které se vzájemně obíhají po velice vzdálených drahách (10 nebo více au - vzdáleností odpovídající 10 nebo více vzdáleností mezi Zemí a Sluncem). 

Ukázalo se, že zhruba čtvrtina blízkých hvězd, podobných Slunci, má partnera, který je vzdálený zhruba stejně jako je v naší vlastní soustavě vzdálené Pluto. Některé páry jsou dokonce odděleny vzdáleností jednoho parseku - tedy 3,26 světelných roků. Většina se přitom nachází ve vzdálenosti do 1000 AU.

To je samozřejmě velice zajímavé - v podobné vzdálenosti se nachází naše nejbližší hvězdná sousedka, Proxima Centauri. Není to ovšem hvězda velikosti Slunce, je daleko menší. Dvojčetem našeho Slunce tak nejspíše nebude. 

Velice zajímavý je také fakt, že se hvězdná dvojčata většinou vzájemně podobají svou hmotností, zjistili vědci z dat satelitu Gaia. Kdyby vznikala opravdu daleko od sebe, mohla by být ale hmotnost odlišná. Zdá se tedy, že se větší vzdálenost se u širokých dvojhvězd dá připsat vývoji v průběhu času - hvězdy od sebe navzájem vzdalovaly působením gravitace jiných hvězd. 

Pokud je to možné v jiných systémech, mohlo by to být možné také u našeho Slunce. Vědci se budou dvojhvězdám v našem blízkém okolí samozřejmě věnovat i nadále - a tak není vyloučeno, že jednoho dne objeví další zajímavosti.