V838 Mon nový typ proměnných hvězd? Bc. Petr Sobotka 8. setkání skupiny MEDÚZA – – Hradec Králové

Obsah 1. První seznámení 1. První seznámení 2. Vzplanutí 2. Vzplanutí 3. Světelné echo 3. Světelné echo 4. Předchůdce 4. Předchůdce 5. Jaký typ? 5. Jaký typ? 6. Podstata podivné hvězdy 6. Podstata podivné hvězdy

1.První seznámení

40cm Newton, Brno, O.Pejcha a P.Sobotka

2. Vzplanutí – světelná křivka

2. Vzplanutí Hvězda chladla, zvětšovala povrch a svítivost

2. Vzplanutí - spektrum P Cyg profil (Ch.Buil)

2. Vzplanutí - spektrum Animace spektra (Ch.Buil)

3. Světelné echo - USNO Obálka pozorovaná od poloviny února 1m dalekohledem USNO

3. Světelné echo - v lastnosti Nejvýraznější v U Nejvýraznější v U Jen rozptýlené světlo, sama nezáří (žádné emisní čáry) Jen rozptýlené světlo, sama nezáří (žádné emisní čáry) Původ - osvětlen materiál vyvržený hvězdou v minulosti Původ - osvětlen materiál vyvržený hvězdou v minulosti Rychlost rozpínání: 0,44  0,017 arcsec za den Rychlost rozpínání: 0,44  0,017 arcsec za den Zdroj světla: druhé vzplanutí Zdroj světla: druhé vzplanutí Rychlost rozpínání umožňuje určit vzdálenost: 790 pc Rychlost rozpínání umožňuje určit vzdálenost: 790 pc (650 pc)

3. Světelné echo - WHT Obálka pozorovaná 4,2m dalekohledem WHT na La Palma

3. Světelné echo - HST Obálka pozorovaná 2,4m dalekohledem HST

3. Světelné echo - v lastnosti Možnost sledovat hvězdný vývoj Obálka vznikla hvězdným větrem – nikoli vzplanutím Obálka vznikla hvězdným větrem – nikoli vzplanutím Až 11 soustředných prstenců Až 11 soustředných prstenců Pohyb materiálu: 15 km s -1 Pohyb materiálu: 15 km s -1 Nejmenší prstenec vznikl před 3750 lety Nejmenší prstenec vznikl před 3750 lety Interval mezi epizodami významné ztráty hmoty: 500 let Interval mezi epizodami významné ztráty hmoty: 500 let Největší prstenec vznikl před 9250 lety Největší prstenec vznikl před 9250 lety Bůh nám posvítil baterkou

4. Předchůdce Poloha: 07:04:04.81, -03:50:50.9 v letech téměř neměnná Poloha: 07:04:04.81, -03:50:50.9 v letech téměř neměnná Patří k diskové složce Galaxie – populace I Patří k diskové složce Galaxie – populace I Během posledních 50 let byla V838 Mon konstantní – potvrzeno i prohlídkou desek v Moskvě Během posledních 50 let byla V838 Mon konstantní – potvrzeno i prohlídkou desek v Moskvě Hvězdná velikost před výbuchem: B= 16,0 mag; 15,3 mag Hvězdná velikost před výbuchem: B= 16,0 mag; V= 15,6 mag; R= 15,3 mag Společně s 2MASS daty J= 13,91, H=13,48 a K= 13,35 možnost určit… Společně s 2MASS daty J= 13,91, H=13,48 a K= 13,35 možnost určit…

4. Předchůdce Rozdělení energie ve spektru před výbuchem

4. Předchůdce Teplotě progenitora 7300 K odpovídá R= 0,8 R  a L= 1,6 L , což je 4,5x méně než F0 V = hvězda na HP!!! Ani maximální možná teplota K nestačí k ionizaci mlhoviny – před výbuchem nebylo možno mlhovinu pozorovat Na žádné z předchozích přehlídek emisních zdrojů se progenitor nenachází Zdroj IRAS na 60 a 100  m – svědčí o přítomnosti chladného prachu v okolí hvězdy Zdroj IRAS na 60 a 100  m – svědčí o přítomnosti chladného prachu v okolí hvězdy

5. Jaký typ? U. Munari: „Podstata V838 Mon se dá nejlépe popsat slovem záhadná. Je zvykem v takových případech říkat, že ‘jsou potřeba další pozorování‘.“

5. Tři možné scénáře Klasická nova? PRO: První výbuch je fotometricky i spektroskopicky typický pro novy PROTI: Neproměnný předchůdce bez emisních čar, spektrální typ předchůdce F V, nízká expanzní rychlost těsně po výbuchu (500 km s -1 ) KDYBY ANO: Velmi malá hmotnost akr. BT a předchůdce – rozpor s populací I

5. Tři možné scénáře Heliový záblesk AGB? PRO: S-elementy ve spektru, okolohvězdný materiál tvořící světelné echo PROTI: Předchůdce je málo svítivý, rychlost vzplanutí příliš velká KDYBY ANO: Podobné případy FG Sge, V605 Aql a V4334 Sgr (Sakurai), ale jejich svítivost se po vzplanutí nemění

5. Tři možné scénáře Nový typ? M31-RedVar: 1989, v maximu: M veleobr, P Cyg, Balmerovy čáry, Mv= -9,95, předchůdce nenalezen (příliš slabý) Teorie: chladný BT pomalu nasávající hmotu – termonukleární „runway“ V4332 Sgr: 1994, Z V= 17 mag na V= 8,4 mag, v maximu: M obr, Balmerovy čáry, bez P Cyg, po maximu dramatický růst V-I, žádné světelné echo V838 Mon: 2002, komplikovaná světelná křivka podobná M31-RedVar, Balmerovy čáry podobné M31-RedVar, ale Mv se blíží spíše V4332 Sgr, P Cyg podobné M31-RedVar, F předchůdce je podobný K předchůdci V4332 Sgr Světelná křivka V838 Mon je podobná novám HR Del a V723 Cas

5. Nový typ Hvězdy vybuchující v chladné veleobry (SECS - Stars erupting into cool supergiants) Vzplanutí číslo: Dny od objevu: 0 » +10 » +37 » +68 » +90 » +120 Sp. třída: F0 » » » » K5 » M8-9 Teplota v K: 7300 » 4150 » 5200 » 4600 » 3500 » 2600 SECS: nevykazují nebulární spektrum; předchůdci nepochází z post- AGB, ale chladné HP; velká ztráta hmoty alespoň v rané části vzplanutí; možná dvojhvězdy, ale nemáme důkazy (obálku kolem V838 Mon mohl kdysi vytvořit neviditelný AGB souputník)

Podstata V838 Mon Proč vybuchla hvězda na HP? Proč by mělo dojít u hvězdy na HP k heliovému zapálení obálky? Málo hmotné horké hvězdy se mohou vyvinout přímo v BT bez toho, aniž by prošly fází AGB. Jsou předchůdci málo hmotných BT o M= 0,3M bez planetární mlhoviny. Tyto hvězdy ve fázi, kdy se hoření He přesouvá z jádra do slupek v obálce, přechází na HR diagramu přes HP. Málo hmotné horké hvězdy se mohou vyvinout přímo v BT bez toho, aniž by prošly fází AGB. Jsou předchůdci málo hmotných BT o M= 0,3M  bez planetární mlhoviny. Tyto hvězdy ve fázi, kdy se hoření He přesouvá z jádra do slupek v obálce, přechází na HR diagramu přes HP. Jsou jen tři? V minulém století bylo několik hvězd označeno jako miridy jen na základě sp. v maximu – mohlo jít o novy či SECS. Další případ se podaří objevit možná v budoucnu, možná opět za přispění pozorovatelů skupiny MEDÚZA!

Literatura Kimeswenger, S., Lederle, C., Schmeja, S., Armsdorfer, B., 2002, MNRAS, in press, astro-ph/ Munari, U., Henden, A., Kiyota, S., Laney, D., Marang, F., Zwitter, T., Corradi, R.L.M., Desidera, S., Marrese, P., Giro, E., Boschi, F., Schwartz, M.B., 2002, A&A, 389, 2 Munari, U., Henden, A., Corradi, R.L.M., Zwitter, T., 2002, proceeding, astro-ph/ Poděkování Christian Buil, Peter Garnavitch, novináři ČR a pozorovatelé MEDÚZA