V838 Mon – jak jsme “otočili” Hubbla
Jak 2. února 2002 čtyři čeští amatérští pozorovatelé naší sekce zachytili druhé vzplanutí
neznámého objektu v souhvězdí Jednorožce — a spustili tím kampaň, která vedla až k
Hubblovu vesmírnému dalekohledu.
Sobota 2. února 2002. Po týdnech zatažené oblohy konečně mráz a jasno. Ladislav Šmelcer na hvězdárně ve Valašském Meziříčí namíří CCD kameru na hvězdu V838 v souhvězdí Jednorožce. Pekuliární objekt, který před měsícem objevil v Austrálii Nicholas Brown, do té chvíle v Česku skoro nikdo neměřil. V 19:47 SEČ Šmelcerovi vyjede z fotometrie 8,17 magnitudy. To je téměř o tři magnitudy méně než předchozí pozorování — a u hvězd platí, že čím méně magnitud, tím jasnější. V838 Mon během několika dnů zjasnila asi čtyřicetkrát. Šmelcer zvedá telefon. Vše teprve začíná ⇣
Jeden telefon a kampaň je na světě
Volá Luboši Brátovi do Pece pod Sněžkou — taky dlouholetý člen sekce, taky pozoruje proměnné hvězdy. Brát právě chystá dalekohled na souhvězdí Jednorožce. Stačí ho namířit. Ve 20:19 vizuálně potvrzuje. Okamžitě telefonuje Ondřeji Pejchovi a Petru Sobotkovi do brněnské hvězdárny — taky členové sekce, taky u dalekohledu. Ti paradoxně měli V838 Mon, kterou považovali za velice zajímavý objekt, v dalekohledu jako první. To bylo už v 18:45, ale vzhledem k přeexponování prvního snímku a následné výměně filtru nerozpoznali hned probíhající změny. Pak Brát utíká domů a v 20:29 rozesílá zprávu do mezinárodní astronomické konference VSNET. Tou zprávou se odstartuje celosvětová pozorovací kampaň. Během několika hodin se k pozorování V838 Mon zapojují lidé doslova z celého světa. V Brně mezitím Pejcha a Sobotka spustí rychlou fotometrii s expozicí každých 20 sekund. Ve 23:15 odesílají hlášení do Cirkuláře Mezinárodní astronomické unie. O hodinu později se dívají na vykreslenou světelnou křivku a vykřiknou údivem — hvězda stoupá rychlostí 0,1 magnitudy za hodinu. Každých sedm hodin tedy zdvojnásobuje svou jasnost.
Během té noci pošlou do VSNETu další tři čeští pozorovatelé naší sekce svá nezávislá pozorování: Peter Dubovský, Kamil Hornoch a Lukáš Král. Zjasnění tou dobou zachytilo i několik dalších pozorovatelů a skupin ve světě – u takto dramatických událostí to není výjimka. O významu objevu ale nerozhoduje, kdo byl o pár hodin první. Rozhoduje rychlé potvrzení, soustavné sledování a interpretace. A právě tam naši pozorovatelé sehráli svou roli.
Hubble, světelné echo a něco zcela nového
V838 Mon dosáhla maxima V = 6,66 magnitudy 6. února 2002. Pak začala rychle slábnout. V polovině února se ale kolem ní objevilo to, co tento objekt definitivně proslavilo — světelné echo. Záblesk hvězdy postupně osvětloval prach v jejím okolí, který se do té chvíle nedal odlišit od pozadí. NASA proto otočila k V838 Mon Hubblův vesmírný dalekohled. Vznikla série snímků, které dnes patří k nejznámějším astronomickým obrazům moderní éry (Bond et al., Nature 422, 2003). Animaci rozpínajícího se echa najdeš ve videu hned na úvodu tohoto webu — a teď už víš, proč pod ním stojí, že v tom máme prsty.
Z fyzikálního hlediska se ukázalo, že V838 Mon není ani klasickou novou (z bílého trpaslíka v dvojhvězdě), ani supernovou (která hvězdu roztrhá). Dosáhla maximální svítivosti zhruba šestsettisíckrát větší než Slunce a její spektrum se během několika týdnů změnilo tak dramaticky, že nezapadalo do žádné dosud známé kategorie eruptivních objektů. V následujících měsících se hvězda ochladila natolik, že její spektrum odpovídalo typu L – třídě jinak vyhrazené hnědým trpaslíkům a přitom stále zářila jako zhruba sto tisíc Sluncí. Objekt s teplotou trpaslíka a svítivostí veleobra. Šlo o něco nového. Vysvětlení, které dnes platí za nejpravděpodobnější, navrhli v roce 2006 polský astronom Romuald Tylenda a izraelský Noam Soker (A&A 451, 223). Podle nich byla erupce výsledkem splynutí dvou hvězd — kolize hvězdy hlavní posloupnosti spektrálního typu B o hmotnosti zhruba osmi Sluncí s mladým hvězdným objektem o hmotnosti přibližně čtyř desetin Slunce. V838 Mon se stala prototypem nové třídy eruptivních proměnných tzv. červených nov (luminous red novae) a spolu s hvězdou V1309 Scorpii, která vzplanula o šest let později, patří k základním objektům této kategorie dodnes. Hubble, ALMA, infračervené interferometry a desítky dalších observatoří se k V838 Mon vrátily, mnohé opakovaně. Erupce, kterou Ladislav Šmelcer objevil těsně před osmou večer ve Valašském Meziříčí, dodnes patří k nejlépe zdokumentovaným kosmickým událostem 21. století.
Proč to vyprávíme
Šmelcer, Brát, Pejcha a Sobotka té noci neudělali nic mimořádného. Dělali to, co dělali a
dělají mnoho nocí ročně: pozorovali, měřili, porovnávali a komunikovali. Z hlediska sekce
proměnných hvězd to byla téměř rutina. Ale rutina, která má tu vlastnost, že někdy spustí
lavinu. Vědeckou lavinu.
Pro úplnost dodejme, že Ondřej Pejcha, který té noci v Brně dělal jednu ze svých prvních
samostatných nocí s CCD technikou, je dnes docentem astrofyziky na Matematicko-fyzikální
fakultě Univerzity Karlovy (jeho výzkumný tým podpořený dvěma evropskými granty ERC se
mimo jiné zabývá právě splýváním hvězd — tedy mechanismem, který stojí za V838 Mon).
Petr Sobotka působil řadu let v Astronomickém ústavu AV ČR a dnes je tajemníkem České
astronomické společnosti. Ladislav Šmelcer zůstává dlouholetým pilířem naší sekce pro
pozorovací program zaměřený především na eruptivní proměnné hvězdy. Luboš Brát
v současné době zůstává členem sekce, ale věnuje se více jiné činnosti.
Tohle všechno se může stát znovu — možná zítra v noci, možná napřesrok. A k pozorování
proměnných hvězd dnes nepotřebuješ megavědeckou aparaturu. Stačí dalekohled, detektor
a chuť. Pokud chceš být u toho, máš u nás dveře otevřené.
- Pokud tě zajímá co děláme, jsi na správném místě. Začni třeba tady – Jak začít.
- Pokud máš další otázky a chceš je s někým prodiskutovat kontaktuj nás.
- Pokud jsi rozhodnutý „pohnout“ také s Hubblem přihlas se k nám.
Zdroje informací v tomto článku a užitečné odkazy:
Práce s českou stopou:
Sobotka, P.; Šmelcer, L.; Pejcha, O.; Král, L.; Kolasa, M.; Hornoch, K.; Lomoz, F. (2002):
„CCD Observations of the Outburst of V838 Mon“. Information Bulletin on Variable Stars č.
5336, listopad 2002. Plný text v ADS
Škoda, P.; Šmelcer, L.; Brát, L.; Pejcha, O.; Sobotka, P. (2007): „Discovery of the Second
Outburst and Further Observations of V838 Mon in the Czech Republic“. In: ASP Conference
Series, vol. 363, The Nature of V838 Mon and its Light Echo, str. 59. Záznam na ASP Books
Sobotka, P. (2002): „Vzplanutí V838 Mon“. Astro.cz, 5. 2. 2002 — původní česká reportáž
od jednoho z protagonistů. astro.cz
Klíčové IAU oběžníky:
IAUC 7785 (10. 1. 2002) — N. J. Brown ohlašuje původní objev hvězdy.
IAUC 7812, 7816, 7822 (únor 2002) — fotometrie a spektroskopie druhého vzplanutí, mj.
data ze 2.–3. 2. 2002.
IAUC 7842 — výčet vizuálních pozorování zahrnuje K. Hornoch, Lelekovice (ČR).
IAUC 7859 (25. 3. 2002) — A. Henden, U. Munari, M. Schwartz oznamují objev světelného
echa (první zachycené 17. 2. 2002).
Mezinárodní výzkum — od objevu skoro po současnost:
Munari, U. et al. (2002): „The mysterious eruption of V838 Mon“. Astronomy&Astrophysics
389, L51 — první ucelený popis druhého vzplanutí.
Kimeswenger, S.; Lederle, C.; Schmeja, S. (2002): „New eruptive variable: Nova Mon
2002“, MNRAS 336, L43 — popis trojnásobné struktury erupce.
Bond, H. E. et al. (2003): „An energetic stellar outburst accompanied by circumstellar light
echoes“, Nature 422, 405 — ikonické snímky světelného echa z Hubblova vesmírného
dalekohledu.
Tylenda, R. & Soker, N. (2006): „Eruptions of the V838 Mon type: stellar merger versus
nuclear outburst models“, A&A 451, 223 — hypotéza splynutí dvou hvězd jako vysvětlení
erupce.
Sparks, W. B. et al. (2008): „V838 Monocerotis: A Geometric Distance from Hubble Space
Telescope Polarimetric Imaging of Its Light Echo“, AJ 135, 605 — určení vzdálenosti hvězdy
pomocí polarimetrie echa.
Pastorello, A. et al. (2019): „Luminous red novae: Stellar mergers or giant eruptions?“, A&A
630, A75 — V838 Mon jako prototyp celé třídy LRNe v Lokální skupině.
Kamiński, T. et al. (2021): „V838 Monocerotis as seen by ALMA: A remnant of a binary
merger in a triple system“, A&A 655, A32 — současný stav zbytku po splynutí v rádiové
interferometrii.
Další zdroje:
AAVSO — Variable Star of the Season (V838 Mon): aavso.org/vsots_v838mon
Stránka skupiny MEDÚZA k V838 Mon (anglicky, na webu VSNET v Kjótu): kusastro.kyoto-
u.ac.jp/vsnet/Novae/gsc4822.39.html
Hubble Heritage — galerie snímků V838 Mon (NASA/ESA): Heritage Project
