Oblaka rtuti byla zahlédnuta, jak se pohybují nad povrchem Andromedy alfa – hvězdy, o které se astronomové domnívali, že je příliš veliká na to, aby mohla udržovat „počasí“ ve své atmosféře. Skupina vědců tvořená Švédy, Američany a Kanaďany předložila novou teorii tvrdící, že za „počasí“ na velkých hvězdách by mohla být zodpovědná gravitace spíše než magnetické pole, které utváří povrchy menších hvězd.

Kde se v menších hvězdách bere magnetismus?

V nitru hvězd podobných našemu Slunci probíhají jaderné reakce. Energie, která se při nich uvolní, se šíří k jejich povrchu. Ve větších hloubkách se tato energie šíří zářením (atomy, ionty atd. si vyměňují fotony), ale v blízkosti povrchu se energie šíří tzv. konvekcí, tj. stoupáním teplejší plazmy (vlastně ionizovaný plyn) vzhůru a klesáním chladnější dolů (známe s vodou v hrnci na sporáku).

Z energetického hlediska tedy dochází k přeměně tepelné a zářivé energie na kinetickou energii plazmy – jedná se tím pádem o tepelný motor. Protože je plazma vodivá a pohybuje se, indukuje (vytváří) se v ní ve slabém magnetickém poli, které je přítomno, elektrický proud, který dále způsobuje silnější magnetické pole. Tento proces je obdobný tomu, jak vzniká elektrický proud v dynamu, proto se mu říká dynamový jev.

Když výše uvedené poznatky shrneme, dochází tedy v menších hvězdách (podobných Slunci) k přeměně tepelné a zářivé energie na energii magnetického pole. Právě v malých hvězdách může magnetické pole na povrchu místy zesílit tak, že drží teplo a zapříčiňuje vznik temných slunečních skvrn (tj. místa se silnějším magnetickým polem).

A co ve velkých hvězdách?

Fyzikové se domnívají, že mnohem větší hvězdy nemají konvekční proudy, které by vedly k jejich povrchu, a proto by měly mít nulové nebo nanejvýš slabé magnetické pole. To by mělo v důsledku znamenat, že jsou zbaveny povrchové struktury.

Nicméně nedávná pozorování nepravidelného povrchového rozdělení těžkých prvků na velkých modrých hvězdách (hvězdy typu B - blue) vedla k zamítnutí tohoto předpokladu.

Především hvězda Andromeda alfa, která je vzdálena 97 světelných let od Země, má předpovídané magnetické pole a ukazuje se, že má na svém povrchu i skvrny ze rtuti (obdoba slunečních skvrn).

V současné době skupina vedená Olegem Kochukhovem (na univerzitě v Uppsale ve Švédsku) dokončila studii, která mapuje na Andromedě alfa tyto skvrny, které se „opakují“ v sedmileté periodě. Výzkumy probíhají také v Kanadě a v Rusku: Při těchto výzkumech je sledována intenzita a tvar nejjasnější čáry v charakteristickém spektru vyzařování rtuti v závislosti na tom, jak se hvězda otáčí.

K interpretování výsledků použila Kochukhova skupina metodu založenou na Dopplerově jevu, který zjednodušeně spočívá v tom, že vlnová délka světla se ukazuje menší nebo větší v závislosti na tom, jak se zdroj světla pohybuje vzhledem k pozorovateli.

Díky analýze rtuťové čáry mohou vědci určit, zda se jedná o složky světla z částí hvězdy rotujících směrem k teleskopu nebo od něj. Tímto způsobem mohou vytvořit detailní obraz, jak se mění rozložení rtuti na povrchu Andromedy alfa v čase.

„Dopplerova zobrazovací metoda použitá v našem výzkumu je patrně metodou dálkového snímání s největším rozlišením, jakou astronomové kdy vymysleli. Je to obdobné, jako byste četli novinový titulek o výšce 1 cm ze vzdálenosti 350 000 km, tj. jako číst noviny umístěné na Měsíci, ale sedět na Zemi“, dodává Kochukhov.

Skupina vědců zjistila, že skvrny jsou zdeformovaná oblaka, která se pohybují nad povrchem Andromedy alfa podobným způsobem jako oblaka na Zemí. Má tedy smysl mluvit v jejich souvislosti také o „počasí“.

Podle Kochukhova tato oblaka existují díky křehké rovnováze mezi gravitací táhnoucí rtuť směrem dolů a tlaku vyzařování tlačící rtuť naopak nahoru. Kochukhov se domnívá, že sledováním „počasí“ na hvězdách možná budeme schopni lépe porozumět také dalším jevům na našem Slunci.

Zpracováno podle http://physicsweb.org/articles/news/11/6/16/1

Zpracoval RNDr. Vojtěch Žák, Ph.D.