Betelgeuze: Do nitra rudého superobra v souhvězdí Oriona

18.04.2015 - František Martinek

Hvězdy označované termínem „rudý obr“ jsou nejen velké, ale zároveň prožívají jedno ze závěrečných stadií svého vývoje. Mezi největší obry v okolí Slunce patří hvězda Betelgeuze


Reklama

Betelgeuze je sedmou nejjasnější hvězdou na severní polokouli. Jedná se o obří hvězdu, která je od Země vzdálena 643 světelných let. Řadí se mezi nejbližší superobry vzhledem ke Slunci a na obloze tvoří výraznou součást souhvězdí Orion. Při pohledu pouhým okem má spíše oranžovou než červenou barvu. Patří mezi polopravidelné proměnné hvězdy – její jasnost kolísá přibližně od 0,2 do 1,2 magnitudy s periodou 5,8 roku. Je to dáno pulzací hvězdy, jejíž průměr se mění zhruba od 550 do 920 průměrů Slunce. 

Chladný povrch 

Povrch Betelgeuze je chladnější než povrch Slunce; její objem a hmotnost dosahují naopak mnohonásobně větších hodnot. Pokud by se nacházela ve středu Sluneční soustavy, její viditelný „povrch“ (tzv. fotosféra) by sahal až ke dráze Jupitera. 

Při své vzdálenosti se i v největších dalekohledech jeví jako jasný bod. Astronomové přesto s využitím interferometrie na infračervených vlnách dokázali rozlišit její povrch a vytvořit „fotografii“ tohoto rudého veleobra. K pozorování byly využity tři dalekohledy Infrared Optical Telescope Array (IOTA) na Mount Hopkins v Arizoně, pracující v oboru infračerveného záření, které fungovaly společně jako jeden teleskop, tzv. interferometr.  

Již na první pohled lze na snímku spatřit dvě velké jasné skvrny. Jedná se o ohromné konvektivní buňky horkého plynu, které vystupují zpod povrchu hvězdy. Jeví se světlejší, protože jsou asi o dva tisíce stupňů teplejší než zbytek povrchu, ale obě skvrny a povrch jsou chladnější než Slunce. Na viditelném povrchu naší hvězdy můžeme pozorovat tmavé skvrny srovnatelné s průměrem Země. Světlé skvrny na povrchu Betelgeuze však svojí velikostí odpovídají vzdálenosti Země od Slunce. Zjevná nehomogenita povrchu byla prvním svědectvím bouřlivých procesů na povrchu i v nitru umírající Betelgeuze, která se nachází v závěrečné fázi života.

Bouřlivá atmosféra 

Pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST) se astronomům podařilo přímo pozorovat proudy žhavých plynů, které jsou vyvrhovány z bouřící hvězdné atmosféry do obrovských vzdáleností. Použitím nejmodernějších technik a dalekohledu ESO VLT (Very Large Telescope) získali vědci dosud nejpodrobnější obraz Betelgeuze. „Díky těmto skvělým snímkům byl detekován velký lalok plynu vyčnívající z povrchu hvězdy daleko do prostoru,“ sdělil Pierre Kervella z pařížské observatoře. Struktura sahá tak daleko, že odpovídá vzdálenosti Neptunu od Slunce. Jde o jasné znamení, že vnější obálka hvězdy neuvolňuje hmotu rovnoměrně ve všech směrech.

Pozorování odhalila, že plyn v atmosféře superobří hvězdy se pohybuje rychle nahoru a dolů a že tyto bubliny jsou stejně velké jako samotná hvězda. Uvedená fakta naznačují, že mechanismus obrovského výronu hmoty spočívá v obřích konvektivních zónách pod povrchem hvězdy. Na jejím povrchu se tak objevují obrovské bubliny, což si lze představit jako bublání vařící kaše.

Nová pozorování prostřednictvím vysoce citlivého spektrografu na palubě HST ukázala, že další vrstva atmosféry Betelgeuze, tzv. chromosféra, má asi šestkrát větší průměr, než je její zdánlivý průměr ve viditelném světle. Pokud by tedy fotosféra Betelgeuze sahala ke dráze Jupitera, hranici chromosféry bychom našli ve vzdálenosti, kde obíhá planeta Neptun.

Ukázalo se, že hvězda je obalena obrovským oblakem plynu téměř tak velikým jako Sluneční soustava. Na svém povrchu má gigantickou rozpínající se bublinu. Jde o důležitou indicii naznačující způsob, jak veleobři ztrácejí hmotu. Tak extrémní vlastnosti jsou předpokladem k velmi „krátkému životu“. Betelgeuze je stará pouze několik milionů let, a přesto se už blíží její nezvratný konec, ve kterém exploduje jako supernova. Až k tomuto výbuchu dojde, bude viditelná ze Země dokonce i za denního světla. 

Čím dál menší

Výzkumy naznačují, že Betelgeuze se pravděpodobně již více než jedno desetiletí smršťuje. Zřejmě se tak blíží ke konci svého života. Podle nových pozorování se od roku 1993 „scvrkla“ o více než 15 %. Hvězda je zahalena rozsáhlým oblakem plynů a prachu, takže změřit její průměr je velmi obtížné. K proniknutí skrz tento kokon použil Charles Townes z Kalifornské univerzity v Berkeley soustavu dalekohledů, které jsou citlivé na vlnovou délku infračerveného záření. Bylo zjištěno, že během patnácti let klesl průměr Betelgeuze z 11,2 na 9,6 AU (astronomické jednotky). 

Příčina tohoto zmenšení není známa. Ve stavbě hvězdy možná existují určité nestability, které mají za následek její smršťování nebo alespoň zmenšení jejího průměru či odfouknutí části materiálu. Zmenšování může být také důkazem doposud neobjevených pulzací hvězdy. Někteří astronomové se však domnívají, že změny průměru mohou být pouhou iluzí. Může jít mimo jiné o důsledek „hrbolatého“ povrchu hvězdy, jenž je nejspíš způsoben teplotními rozdíly v jejím nitru. Proto má pak hvězda rozdílné zdánlivé průměry, pokud ji pozorujeme z různých směrů. Podle současných poznatků rotuje obr rychlostí přibližně jednou za dvacet let, což může naznačovat, že se díváme na jeho menší rozměr. 

Budoucí supernova?

Obří hvězdy jako Betelgeuze směřují velmi pravděpodobně k velkolepé explozi jako supernova. Nafouknou se do podoby rudého veleobra a postupně se zbavují významné části vnějších vrstev atmosféry. Astronomům se pomocí přístroje VISIR a dalekohledu ESO/VLT podařilo v dosud nevídaných detailech zobrazit složitou mlhovinu kolem Betelgeuze. Struktury, které na snímku připomínají šlehající plameny, vznikají právě při odvrhování hmoty do okolního prostoru. Mlhovina kolem hvězdy se rozprostírá do vzdálenosti šedesáti miliard kilometrů od jejího viditelného povrchu, což odpovídá čtyřistanásobku vzdálenosti Země od Slunce.

Svůj životní cyklus uzavře hvězda v době, kdy ve svém nitru spotřebuje veškeré palivo a během nepatrného okamžiku exploduje jako supernova typu II, k čemuž může dojít kdykoliv během příštích sta tisíc let. Po vyhoření paliva dojde ke gravitačnímu kolapsu (smrštění) vnitřních vrstev na neutronovou hvězdu nebo černou díru. Zbytek hvězdného veleobra bude rozmetán do okolí. Supernovy tak obohacují vesmírné prostředí o těžké prvky, které vznikly v nitru hvězd při termojaderné syntéze a při bouřlivém proudění v závěrečné etapě vývoje byly vyneseny k povrchu. V prostředí rázové vlny při explozi navíc vznikají i prvky těžší než železo, které se za normálních podmínek nemohou ve hvězdách vytvořit. Člověk, Země i ostatní planety – to vše bylo vybudováno z materiálu, který do okolí rozházely dávné supernovy. 

Na co se můžeme těšit?

Co bychom viděli, kdyby Betelgeuze explodovala v dohledné době? Zcela určitě půjde o mimořádný vizuální zážitek. Hvězda se rozzáří jako výrazný bod, jehož jasnost by mohla dosáhnout až svitu Měsíce v úplňku, což bude trvat až několik měsíců. Ve dne bude na obloze vidět jako jasný bod. Postupně zeslábne a souhvězdí Orion nápadně změní vzhled (Betelgeuze zeslábne natolik, že nebude okem pozorovatelná). Na místě exploze se později vytvoří mlhovina viditelná dalekohledem. 

Přímé ohrožení Země ze vzdálenosti 640 světelných let je vyloučeno. Exploze by nás mohla ohrozit pouze v případě, že by se hvězda nacházela blíže než třicet světelných roků. Betelgeuze je z vědeckého hlediska nesmírně cenným objektem a jednou lidstvu přichystá zajímavou astronomickou podívanou. 

  • Zdroj textu:

    Tajemství vesmíru 5/2013

  • Zdroj fotografií: NASA,ESO

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Obrazec dlouhý 37 metrů s jasně viditelnými liniemi o tloušťce mezi 30 a 40 centimetry představuje kočku s natočenou hlavou. Vědci jeho vznik datují do let 200 až 100 před naším letopočtem.

Zajímavosti

Ledovec Silvretta ve švýcarských Alpách. Odborníci odhadují, že do konce století zmizí 95 procent ze současných čtyř tisíc alpských ledovců.

Věda

Čingischán byl vůči nepřátelům nemilosrdný. Ti, kteří se vzdali, však mohli očekávat shovívavost.

Zajímavosti

Solar Orbiter má panely s rozpětím 18 metrů a váží 1,8 tuny. Na palubě nese deset měřicích přístrojů a okolo Slunce bude obíhat do roku 2027.

Vesmír

Slovenský prezident Jozef Tiso s Adolfem Hitlerem.

Historie

Vyvolávací cena státovky je jeden milion korun. „Odhaduji, že se její cena může vyšplhat až na čtyřnásobek,“ uvádí Aleš Kohout spolumajitel aukční společnosti. Naposledy se ve veřejné nabídce tato bankovka objevila v květnu 1994 a vydražila se za 280 000 Kč. 

Revue

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907