Český amatérský astronom objevil unikátní soustavu hvězd

Ač mu podobná práce v minulosti už přinesla ocenění v podobě titulu „Český astrofotograf roku 2011“ udělovaného Českou astronomickou společností, amatérský astronom Pavel Cagaš pokračoval v systematické prohlídce oblohy pomocí digitální kamery české výroby a zrcadlového dalekohledu o průměru 25 centimetrů umístěných na předměstí Zlína. Zaměřil se na hledání hvězd měnících svou jasnost, které astronomové nazývají proměnné hvězdy.

Jejich pozorování se v České republice věnuje Sekce pozorovatelů proměnných hvězd a exoplanet České astronomické společnosti. Kromě jiného se její členové, mezi něž Pavel Cagaš patří, věnují objevování nových, dosud neznámých proměnných hvězd. Všechny proměnné hvězdy objevené v ČR dostávají označení CzeV následované pořadovým číslem. Dosud se podařilo objevit přes 400 proměnných hvězd. K velmi úspěšným objevitelům patří i Pavel Cagaš a největší pozornost teď vzbudila jím objevená hvězda CzeV343.

Proměnná hvězda CzeV343 se při objevu v lednu letošního roku nejprve zdála být běžnou dvojhvězdou složenou ze dvou vzájemně se obíhajících hvězd, které se přibližně každých 29 hodin při pohledu ze Země vzájemně zakryjí. To se projevuje opakovanými poklesy jasnosti, které umožňují hvězdu odhalit jako proměnnou.

K velkému překvapení ale další pozorování CzeV343 odhalilo ve světelné křivce ještě jednu periodu zákrytů nastávající každých 19 hodin! Jediným možným vysvětlením je, že CzeV343 se ve skutečnosti  skládá  z  celkem  čtyř  hvězd,  z  nichž  vždy dvě a dvě tvoří dvojhvězdu (viz obrázek a animace). Vzhledem k podobným vlastnostem obou dvojhvězd je navíc velmi pravděpodobné, že obě dvojhvězdy obíhají kolem společného těžiště a jsou gravitačně vázané od okamžiku svého vzniku.

CzeV343 je teprve čtvrtou známou čtyřhvězdnou  soustavou,  kde  u obou dvojhvězd dochází k zákrytům viditelným ze Země. CzeV343 je navíc zcela unikátní v tom, že poměr oběžných dob obou dvojhvězd je velice blízko poměru malých celých čísel 2:3. Takovýto výsledek naznačuje nečekané možnosti vývoje vícenásobných soustav.

Podle současných astrofyzikálních teorií na sebe musely obě dvojhvězdy v soustavě CzeV343 gravitačně působit. Velikost oběžné dráhy každé z dvojhvězd je totiž mnohem menší, než rozměry hvězd v době jejich vzniku, a proto se k sobě hvězdy musely přiblížit až v průběhu svého života. Astrofyzikové tento jev vysvětlují kombinací slapového brzdění a tzv. Kozaiova mechanismu, který objevil v roce 1962 japonský astronom Yoshihide Kozai. Tento mechanismus je i v současnosti hojně studovaným kandidátem na vysvětlení existence „horkých Jupiterů“, což jsou exoplanety obíhající své mateřské hvězdy až nebezpečně blízko. Dosud byl tento mechanismus zkoumán pouze pro jednodušší systémy, než jsou čtyřhvězdy, takže unikátní poměr oběžných period v soustavě CzeV343 naznačuje, že vícenásobné soustavy skrývají nečekaná překvapení.

Za účelem astrofyzikálního modelování a přesné charakterizace soustavy CzeV343 se Pavel Cagaš spojil s doktorandem astronomie na Ohijské státní univerzitě v USA Ondřejem Pejchou. Spolupráce amatérského a profesionálního astronoma vedla k dalším pozorováním, analýzám a počítačovým simulacím čtyřhvězdy a nakonec vyústila ve společně publikovanou studii v mezinárodním časopise Astronomy & Astrophysics. Jejich výsledky ukazují, že i navzdory rostoucímu počtu velkých dalekohledů a plně robotických přehlídek automaticky skenujících oblohu stále ještě existují vzácné a zajímavé objekty čekající na objevení. Je zde tedy pořád prostor pro malé dalekohledy i amatérské astronomy, aby objevili něco nového a zajímavého a přispěli tak svým střípkem k poznání tajemství vesmíru.