Dvojníci slnka

Medzinárodný tím pod vedením brazílskych astronómov použil ďalekohľad VLT (Very Large Telescope) v Čile na identifikáciu a štúdium najstaršieho známeho hviezdneho dvojníka Slnka. Hviezda s označením HIP 102152 sa nachádza vo vzdialenosti 250 svetelných rokov a je podobná Slnku ako žiadna iná známa hviezda. Až na to, že je asi o 4 miliardy rokov staršia. Jej vek nám poskytuje unikátnu možnosť už dnes skúmať správanie Slnka v neskorom veku. Tieto nové pozorovania zároveň poskytli prvý jasný dôkaz o spojitosti medzi vekom hviezdy a obsahom lítia v jej atmosfére. Taktiež sa zdá, že okolo hviezdy HIP 102152 by mohli obiehať kamenné exoplanéty. Naše Slnko astronómovia pozorujú pomocou ďalekohľadov len 400 rokov, čo je naozaj okamih v porovnaní so štyrmi a pol miliardami rokov jeho veku. Skúmať minulosť a budúci vývoj Slnka je naozaj ťažká úloha. Teraz však máme možnosť pomôcť si pozorovaním vzácnych hviezd, ktoré sú takmer rovnaké ako Slnko, ale prebieha u nich odlišná fáza života – majú rôzny vek. Nedávno sa astronómom podarilo identifikovať hviezdu, ktorá je prakticky identickým dvojníkom Slnka, je však o 4 miliardy rokov staršia – je to ako keby sme zažívali paradox dvojčiat z teórie relativity. Vedúci tímu a spoluautor nového článku Jorge Melendez (Universidade de São Paulo, Brazília) vysvetľuje: „Počas desaťročí astronómovia hľadajú hviezdy podobné Slnku, aby lepšie pochopili život našej hviezdy. Od prvého úspechu v roku 1997 sa však takýchto hviezd podarilo nájsť len veľmi málo. Nedávno sme pomocou ďalekohľadu VLT získali výnimočne kvalitné spektrá týchto hviezd. Môžeme tak preskúmať dvojníkov Slnka s mimoriadnou presnosťou a určiť, v čom je naše Slnko výnimočné”. Členovia tímu skúmali dvojicu hviezd mimoriadne podobných Slnku. O jednej z nich, hviezde 18 Scorpii, sa predpokladalo, že je mladšia než Slnko, druhá, HIP 102152, mala byť naopak staršia. Na tento výskum astronómovia použili spektrograf UVES pripojený k ďalekohľadu VLT na observatóriu na Cerro Paranal v Čile. Podrobné rozloženie svetla hviezd na základné zložky umožňuje s vysokou presnosťou zistiť chemické zloženie ich atmosféry, a tiež aj ich ďalšie vlastnosti. Podarilo sa ukázať, že hviezda HIP 102152 v súhvezdí Kozorožca je doposiaľ najstarším známy dvojníkom Slnka. Jej vek sa odhaduje na 8,2 miliardy rokov, čo je v porovnaní so Slnkom takmer dvojnásobok (vek Slnka je odhadovaný na 4,6 miliardy rokov). Taktiež sa potvrdilo, že 18 Scorpii je s vekom okolo 2,9 miliardy rokov mladšia než Slnko. Štúdiom staršieho dvojníka Slnka – hviezdy HIP 102152 – môžu vedci odhaliť, čo sa stane so Slnkom, až dospeje do tejto vývojovej fázy. A jeden významný objav sa im podaril už teraz. „Jednou z dôležitých otázok, na ktorú sme sa chceli zamerať, bolo, či je chemické zložení nášho Slnka typické,” hovorí Melendez. „Presnejšie, prečo má Slnko taký neobvykle nízky obsah lítia?” Lítium je tretí prvok periodickej tabuľky a vznikal už hneď po Dvojníci slnkaVeľkom tresku spoločne s vodíkom a héliom. Astronómovia sa však už roky zapodievajú otázkou, prečo niektoré hviezdy majú zdanlivo vyšší obsah lítia, než iné. A nedávnym pozorovaním hviezdy HIP 102152 urobili významný krok k vyriešeniu tejto záhady. Odhalili silnú koreláciu medzi vekom hviezd slnečného typu a obsahom lítia. Naše Slnko dnes obsahuje len 1 % lítia v porovnaní s hmotou, z ktorej sa sformovalo. Pozorovaním mladších slnečných dvojníkov sa podarilo potvrdiť, že obsahujú oveľa vyššie množstvo lítia, ale až doteraz neboli vedci schopní koreláciu medzi vekom a obsahom lítia dokázať. Hlavná autorka článku TalaWanda Monroe (Universidade de São Paulo) k tomu dodáva: „Pozorovali sme, že hviezda HIP 102152 obsahuje naozaj veľmi málo lítia. Po prvý krát sa tak podarilo jasne preukázať, že starší dvojníci nášho Slnka skutočne obsahujú menej lítia než Slnko alebo ešte mladšie podobné hviezdy. Teraz si môžeme byť istí tým, že tieto hviezdy nejakým spôsobom počas svojho života likvidujú lítium, a že súčasný obsah lítia v Slnku je v tomto veku normálny.” Poslednou zápletkou príbehu hviezdy HIP 102152 je jej chemické zloženie, ktoré je síce podobné Slnku, ale neobvyklé u ostatných hviezd tohto typu. U oboch hviezd sa dá pozorovať deficit prvkov, ktoré sa vyskytujú v meteoritoch či na planétach. Ide o jasný náznak toho, že okolo hviezdy HIP 102152 by mohli obiehať kamenné exoplanéty.

RNDr. Zdeněk Komárek