Magnetická pole by mohla vyřešit dlouholetou záhadu dvojhvězd

Na obrázku je vizualizace proudění plynu kolem binárního systému dvou protohvězd vypočítaná programem ATERUI III. Plyn zobrazený červeně obíhá kolem jedné ze dvou protohvězd. Plyn zobrazený modře obíhá kolem kombinovaného binárního systému. Plyn zobrazený zeleně je ze systému vypuzován a odnáší část momentu hybnosti. Současný výzkum ukazuje, že magnetické pole hraje důležitou roli při vypuzování plynu a snižování momentu hybnosti.

Magnetická pole mohou být skrytou silou, která spojuje jak nově vznikající hvězdy, tak obří černé díry. Nové počítačové simulace naznačují, že magnetická pole hrají klíčovou roli při formování dvojic mladých hvězd. Zjištění by mohla vysvětlit, proč jsou dvojhvězdné systémy v Mléčné dráze tak běžné, a dokonce by mohla nabídnout vodítka k tomu, jak rostou supermasivní černé díry.

Hvězdy se rodí, když se obrovská mračna plynu zhroutí vlivem gravitace a vytvoří husté oblasti známé jako molekulární jádra oblaků. Protože se v jednom oblaku často tvoří více hvězd, některé se nakonec gravitačně propojí a vytvoří dvojhvězdné systémy, ve kterých se navzájem obíhají dvě stálice.

Astronomové již dlouho předpokládají, že mnoho binárních systémů se začíná formovat velmi brzy v procesu formování hvězd, ještě předtím, než jsou samotné hvězdy plně vyvinuty. Vysvětlení, jak se tyto mladé protohvězdy pohybují dostatečně blízko k sobě, aby se staly stabilním párem, však zůstává výzvou.

Magnetická pole sbližují protohvězdy
Aby tento problém prozkoumali, provedli vědci pokročilé simulace s využitím několika superpočítačů, včetně systému ATERUI III Národní astronomické observatoře Japonska a jeho předchůdce ATERUI II.

Simulace ukázaly, že interakce mezi magnetickými poli v mezihvězdném prostoru a plynem obklopujícím mladé protohvězdy mohou odebírat moment hybnosti z dvojice. S poklesem momentu hybnosti se protohvězdy mohou přibližovat k sobě, což umožňuje vznik binárního systému v realistickém časovém horizontu.

Význam magnetických polí se stal obzvláště zřejmým, když vědci provedli srovnávací simulaci bez magnetického pole. V tomto scénáři se obě protohvězdy od sebe spíše vzdálily, než aby se k sobě přiblížily, což zdůraznilo klíčovou roli magnetismu v procesu formování.

Důsledky pro binární černé díry
Výzkumníci také našli důkazy o tom, že podobný mechanismus by mohl fungovat i u dvojic masivních černých děr. V centrálních oblastech bohatých na plyn nově vzniklá galaxie, která vzniká sloučením dvou menších hvězdných ostrovů, mohou magnetická pole napomáhat masivním binárním černým dírám ztrácet moment hybnosti a přibližovat se k sobě. Takový proces by mohl pomoci vysvětlit, jak se černé díry nakonec k sobě dostatečně přiblíží, aby se sloučily a nakonec vytvořily supermasivní černou díru.

Přímá simulace masivních binárních černých děr v enormních časových horizontech potřebných k jejich spirálovitému pohybu dovnitř zůstává výpočetně obtížná. Vědci proto tvrdí, že detailní zkoumání vlivu magnetických polí na vývoj binárních černých děr bude vyžadovat další studium.

Zdroj: https://scitechdaily.com/magnetic-fields-may-solve-a-longstanding-binary-star-mystery/

autor: František Martinek