Přejít na hlavní obsah

Dvojhvězdy odhalí zapomenutá metoda ze starověku

Astrofyzik Zdeněk Mikuláš znovuobjevil fenomenologické modely, které pomůžou odhalovat historii vesmíru.

Astrofyzik Zdeněk Mikulášek.

Už před dvěma tisíciletími dokázali astronomové spolehlivě předpovědět, kdy a jak budou na nebi rozmístěny hvězdy. A přitom nevěděli, jak doopravdy funguje naše Sluneční soustava. Dokázali to pomocí bedlivého pozorování vesmírných těles po řadu desetiletí a s využitím takzvaných fenomenologických modelů. Astrofyzik Zdeněk Mikulášek z Masarykova univerzity teď znovuobjevil jejich význam.

„Modely starověkých hvězdářů sice docela věrně popisovaly pohyb kosmických těles na pozemské obloze, ale neposkytovaly informaci, jak se tato tělesa pohybují v prostoru. V podstatě to ani nikoho moc nezajímalo, protože lidé vzhlížející k nebi stejně vzdálenost hvězd a planet nedokážou vnímat ani posoudit. Pro astrologické účely a pro určování času zcela postačovaly fenomenologické modely, které se běžně používaly i na začátku novověku,“ říká Mikulášek působící v ústavu teoretické fyziky a astrofyziky

Učenci si postupně začali klást nejen otázky jak, ale také proč se například planety pohybují daným způsobem. Zjišťovali, jak jsou nebeská tělesa vzdálená nebo veliká a posunuli se k fyzikálnímu modelování vesmíru. Na jednodušší formu popisu přitom tak trochu pozapomněli. „Chci však ukázat, že tento způsob má své místo i v současnosti a lze díky němu získávat řadu informací, například ve výzkumu, kde není potřeba znát všechny údaje o pozorovaných tělesech a jejich soustavách,“ říká astronom, který prvky fenomenologického modelování využívá ke studiu hvězd, především zákrytových dvojhvězd a hvězd, kolem nichž obíhají planety.

„Hvězdy málokdy bývají osamělé. Většinou jde o dvojici hvězd, a pokud souputník chybí, pomáhají si planetárním systémem podobně jako naše Slunce. Hvězdy jsou vzdáleny natolik, že je vidíme jen jako body, takže nejsme schopni pouhým okem rozpoznat, zda se jedná o dvojčata či celý systém,“ popisuje úskalí při jejich pozorování Mikulášek.

Některé mohou lidé rozpoznat za pomoci velkých dalekohledů nebo těch na oběžné dráze Země. Mnohem častěji je ale třeba dvojhvězdy a planety kolem nich určit nepřímo. Právě k tomu slouží Mikuláškovi fenomenologické modelování.

„Dvojhvězdy obíhají kolem společného těžiště a planety kolem hvězdy a může se při tom stát, že se čas od času vzájemně zakrývají. My to sice nemůžeme pozorovat přímo, ale jsme schopní zjistit, že se během takového zákrytu více či méně sníží původní jasnost pozorovaného objektu. Z křivek změn jasnosti pak můžeme určit, z jakých hvězd se soustava skládá, jakou má dobu oběhu nebo jak velké jsou v ní objekty,“ uvádí Mikulášek.

Pro popis takového systému je potřeba vytvořit model, který ukáže, jak se mění světlo hvězdy a její spektrum. „To umí i fenomenologické modely, které jsou na rozdíl od těch fyzikálních poměrně jednoduché a názorné, a přitom dostatečně přesné a spolehlivé,“ podotýká profesor. Popis jeho metody koncem minulého roku uveřejnil i prestižní časopis Astronomy and Astrophysics.

Využití i pro sto let stará data
Metoda má i další výhody, data pro fenomenologické modelování jsou poměrně snadno dostupná. „Jasnost hvězd dokáží s velkou přesností měřit i amatéři na svých, často automatických přístrojích. Navíc máme přístup k pozorováním starým desítky let. Už na začátku minulého století dělali lidé tato takzvaná fotometrická pozorování, a byť nejsou tak přesná jako dnešní, můžeme z nich získat další informace o tom, jak se proměnné hvězdy mění i v průběhu několika desetiletí,“ říká Mikulášek.

Astronomové tak mohou pozorovat například změny v době rotace, výměnu hmoty mezi dvojhvězdami a další zajímavosti. V delším časovém měřítku lze třeba i zaznamenat přechod dříve poklidné hvězdy do překotného vývojového stadia, které může skončit explozí hvězdy.

„Nejsme schopní během života jednoho astronoma pozorovat život hvězdy od jejího vzniku až po zánik, ani výraznější změny hvězdné oblohy. Ale kdybychom si porovnali například mapy Hipparcha, který žil asi 150 let před naším letopočtem, rozdíly bychom tam našli,“ říká astronom. Dodává, že díky studiu vzdálených hvězd odhalováním jejich historie poznáváme i historii naší sluneční soustavy.

Svou první hvězdou se začal zabývat před více než 40 lety. Byla jí CQ UMa v souhvězdí Velké medvědice. „Spočítal jsem si nedávno, že jsem doposud detailně studoval přes sedm desítek hvězd či hvězdných systémů. Pravda, té své první hvězdě jsem byl v poslední době trochu nevěrný, ale určitě se k ní ještě vrátím,“ podotýká s úsměvem profesor.

Hlavní novinky