Královny vesmírných explozí: 10 zajímavých faktů o supernovách (2)

17.10.2021 - Stanislav Mihulka

Při pozorování vesmíru nás dřív či později upoutají exploze hvězd, k nimž občas dochází. Obvykle platí jednoduchá úměra: Čím větší stálice, tím extrémnější výbuch. Seznamte se – supernovy, královny kosmických explozí

<p><strong>Krabí mlhovina</strong> (vpravo) představuje zřejmě nejslavnější pozůstatek supernovy (SN 1054). Její explozi zaznamenali čínští hvězdáři v roce 1054. Vlevo dole pozůstatek <strong>Tychonovy supernovy (SN 1572)</strong>, jež byla jako jedna z mála viditelná pouhýma očima. Vlevo nahoře <strong>Cassiopea A</strong>, nejjasnější zbytek po supernově (v radiovém oboru). Světlo z výbuchu k nám dorazilo zřejmě před 350 lety.</p>

Krabí mlhovina (vpravo) představuje zřejmě nejslavnější pozůstatek supernovy (SN 1054). Její explozi zaznamenali čínští hvězdáři v roce 1054. Vlevo dole pozůstatek Tychonovy supernovy (SN 1572), jež byla jako jedna z mála viditelná pouhýma očima. Vlevo nahoře Cassiopea A, nejjasnější zbytek po supernově (v radiovém oboru). Světlo z výbuchu k nám dorazilo zřejmě před 350 lety.


Reklama

Život hvězdy představuje neustálý zápas gravitace, která stálici nutí smrštit se do co nejmenšího objemu, a tlakového gradientu, jenž ji naopak nafukuje. Poté, co hvězda spotřebuje své palivo, rovnováha mezi oběma silami skončí a nastává závěrečný souboj, v němž nakonec vždy zvítězí gravitace. Vlivem vlastní obrovské tíhy se stálice zhroutí do sebe a smrští se na setinu až stotisícinu původního poloměru. Výsledkem je bílý trpaslík, v případě velmi hmotných exemplářů pak dokonce neutronová hvězda nebo černá díra. A právě konec života hvězdných obrů, alespoň osmkrát hmotnějších než Slunce, provází sled událostí označovaný jako výbuch supernovy.

Předchozí část: Královny vesmírných explozí: 10 zajímavých faktů o supernovách (1)

6. Příčina masového vymírání?

Pokud by supernova vybuchla poblíž obydlené planety, nepochybně by to vyvolalo dramatické následky. Exploze by vyzářila spoustu vysokoenergetických fotonů, jako jsou rentgenové či gama-paprsky. Taková lavina by nejspíš spolehlivě zlikvidovala ozonovou vrstvu v atmosféře, a to na řadu měsíců. Povrch planety by pak opékalo nebezpečné ultrafialové záření místní hvězdy, v našem případě Slunce.

Otázkou zůstává, jak vážné škody by to na Zemi zanechalo. Například ani tvrdé UV záření nepronikne příliš hluboko do vody. Pohroma by tedy zřejmě závažně nepostihla mořské ekosystémy. Masová vymírání přitom známe především z oceánů, kdy z nich zmizely prakticky veškeré živé formy. Podle našich stávajících znalostí tak supernovy nesehrály v největších vymíráních na modré planetě zásadní roli.

Kromě toho jsou velmi vzácné: Podle vědeckých odhadů se v Galaxii odpálí v průměru jedna za 100–200 let, přičemž naposledy k tomu došlo dokonce před čtyřmi stoletími. Mléčná dráha je navíc rozlehlá a exploze tak blízké supernovy, že by alespoň nějak ovlivnila život na Zemi, se odehraje pouze naprosto výjimečně. Aktuálně představuje nejbližšího kandidáta hvězda IK Pegasi, vzdálená asi 150 světelných roků, jejíž výbuch se tak promění jen v krásnou nebeskou show, nic víc.

7. Záření z ozvěny

Ozvěnu mohou vytvářet nejen zvuky, ale i světlo. Echo vznikne, když se dostatečně intenzivní zvukové vlny odrazí od vhodného povrchu a vrátí se zpět. Podobně se světelné vlny záření supernovy odrážejí od mračen kosmického prachu a plynu a mění směr, přičemž mohou zamířit k Zemi. Díky tomu se pro nás „ozvěny“ záření supernov stávají pomyslným portálem do minulosti: Můžeme tak vystopovat ty, jež ve skutečnosti zhasly před stovkami let. 

Nedávný příklad podobného výzkumu představuje SN 1572, tedy „Tychonova“ supernova z roku 1572. Tehdy zářila v souhvězdí Kasiopeji jasněji než Venuše, byla vidět i ve dne a plně pohasla až po dvou letech. V roce 2008 pak astronomové objevili záření, v němž rozeznali její „ozvěnu“. Bylo sice asi 20miliardkrát slabší oproti tomu, které pozoroval Tycho Brahe, přesto vědci dokázali analyzovat jeho spektrum a určit, že se opravdu jedná o záření supernovy typu Ia, což odpovídá Tychonově supernově.

8. Ukazatelé temné energie

Supernovy typu Ia jsou extrémní i mezi svými kolegyněmi, přinejmenším pokud jde o množství uvolněné energie. Zároveň se však, na rozdíl od jiných supernov, nacházejí ve veškerých typech galaxií, včetně eliptických. Také mají velmi podobné profily jasnosti a to vše je předurčuje, aby je astronomové využívali coby tzv. standardní svíčky. Stávají se tak prakticky jediným nástrojem, který nám umožňuje měřit velké vzdálenosti mezi hvězdnými ostrovy.

V roce 1998 použili vědci supernovy jako standardní svíčky ke studiu expanze vesmíru. Původně se domnívali, že se od dob Velkého třesku rozpíná stále pomaleji. Supernovy typu Ia jim však odhalily šokující pravdu: Rozpínání kosmu nezpomaluje, nýbrž naopak zrychluje. Badatele to nakonec přivedlo na myšlenku temné energie, dosud záhadného faktoru, jenž se projevuje právě zrychlováním vesmírné expanze. Ačkoliv ovšem od té doby uplynulo přes dvacet let, vysvětlení povahy temné energie, a tudíž ani příčin rozpínání kosmu jsme se nijak zvlášť nepřiblížili.

9. Deset za sekundu

I když se supernovy v Mléčné dráze vyskytují vzácně, ve vesmíru existuje tolik galaxií, že v něm hvězdy vybuchují prakticky neustále. Poté, co vědci vylepšili metody pozorování vzdáleného kosmu, počet objevených supernov vzrostl a v současnosti detekujeme přes tisíc explozí ročně. Přilétají k nám ovšem z různé dálky, a jsou tedy různě staré.

Když odborníci sestavili údaje o dosud známých supernovách a spojili je s odhady velikosti celého kosmu, dokázali vypočítat, jak často v něm asi stálice vybuchují. Dospěli k hodnotě přibližně deseti supernov za sekundu – jako by byl vesmír ohromnou mikrovlnkou, v níž si někdo připravuje popcorn.

10. Stále se zlepšujeme

Supernovy astronomové zaznamenali už před tisíci let, přesto o nich zatím zdaleka nevědí vše. Dovedou však rozlišit různé typy, včetně některých vyloženě exotických. Objevili i opravdu nesmírně intenzivní varianty, někdy označované jako hypernovy. Také se jim podařilo spojit supernovy s některými gama-záblesky, velice silnými výtrysky zmíněného záření ze vzdáleného vesmíru.

TIP: 7+1 perel astronomie: Kosmický ohňostroj supernov

Pozorování supernov se věnovala či věnuje řada astronomických projektů. V letech 2013–2019 patřil typ Ia mezi hlavní cíle průzkumu oblohy Dark Energy Survey, který probíhal na čtyřmetrovém Victor M. Blanco Telescope observatoře Cerro Tololo Inter-American Observatory v Chile. Supernovy má v popisu práce rovněž automatický průzkum All Sky Automated Survey for SuperNovae, jenž využívá 16 teleskopů v Chile, JAR a v Texasu. A chystá se na ně i budovaná Vera C. Rubin Observatory v Chile, dříve známá jako Large Synoptic Survey Telescope. V dohledné budoucnosti bychom měli pozorovat mnohem víc supernov než dnes, což nás posune zas o něco blíž k porozumění vesmíru.

Supernovy ve škatulkách

Supernova typu Ia

Jde o závěrečné vývojové stadium těsné dvojhvězdy – bílého trpaslíka a obra (veleobra) nebo stálice hlavní posloupnosti. Pokud trpaslík nasává látku svého společníka, jeho hmotnost roste. Po překročení tzv. Chandrasekharovy meze, tedy 1,4 hmotnosti Slunce, se bílý trpaslík zhroutí do neutronové hvězdy a uvolněná potenciální energie se projeví jako supernova typu Ia. Množství energie je vždy zhruba stejné, takže z relativní pozorované jasnosti lze vypočítat vzdálenost supernovy. Tento typ proto astronomům slouží jako tzv. standardní svíčka k určování vzdáleností ve vesmíru. 

Supernova typu Ib

Jedná se o velmi hmotnou hvězdu v závěrečném stadiu, která se zbavila obálky z vodíku. Zůstala jí však obálka z helia, jež tvoří výraznou absorpční čáru na vlnové délce 570 nm. Příkladem může být objekt SN 2008D v souhvězdí Rysa, vzdálený 88 milionů světelných let.

Supernova typu Ic

V daném případě hmotná stálice v závěrečném stadiu přišla o obálku z vodíku a helia – buď ji odhodila, nebo ji odsál souputník. Ve směru osy rotace vznikají výtrysky, které v důsledku brzdění okolním prostředím krátkodobě září v rentgenovém a gama-oboru. Zbylé železné jádro s uhlíko-dusíkovou vnější vrstvou kolabuje na černou díru. Při zhroucení se rotace prudce zrychlí a vytvoří se tlustý akreční disk. Jako příklad slouží objekt SN 2003yd v souhvězdí Vodnáře.

Supernova typu II

Z velmi hmotné hroutící se stálice vzniká neutronová hvězda nebo černá díra, zbytek je rozmetán do okolí. Typ II dělí astronomové ještě na další podtypy. Charakteristický příklad představuje známá supernova SN 1987A ve Velkém Magel­lanově oblaku, vzdálená 168 tisíc světelných let.

Reklama




Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

V aréně římského Kolosea bojovali vedle exotických zvířat také jezevčíci. (foto: Unsplash, Katie BernotskyCC0)

Věda

Stepan Bandera v exilu spolupracoval s několika zpravodajskými službami, například s CIA, Brity i Západním Německem v pozici konzultanta na země za železnou oponou. Zemřel v roce 1959 v Mnichově po útoku kyanidem. Příkaz k jeho zavraždění vydal tehdejší nejvyšší představitel Sovětského svazu Nikita Chruščov. (foto: Wikimedia Commons, CC0 - kolorováno)

Historie

Florencie, kolébka renesance

Země: Itálie
Počet obyvatel: 366 tisíc
Vzdálenost z Prahy: 742 kilometrů (vzdušnou čarou); autem: 9 h 47 min (1 028 km)

Jméno metropole malebného Toskánska, založené římskými vojáky, znamená „Kvetoucí“. Největší rozkvět města nastal v období renesance, z nějž pochází i typická kupole nejikoničtější stavby Florencie: katedrály Santa Maria del Fiore. Stavba samotné budovy začala na konci 13. století, dokončení se však protáhlo. Nečekaným technickým problémem se ukázala výstavba obří kupole, s níž si dokázal poradit až Filippo Brunelleschi – kupole byla dokončena roku 1434. Florencií protéká řeka Arno, na níž stojí i jeden z nejslavnějších mostů světa, Ponte Vecchio. (foto: Shutterstock)

Zajímavosti

Ropucha coloradská – její kůže a jed obsahují 5-MeO-DMT a bufotenin, halucinogenní tryptaminy. (foto: Wikimedia Commons, WildfeuerCC BY-SA 3.0 CZ)

Věda

Astrovan přepravující astronauty na start mise STS-135. (foto: NASA, Jim GrossmannCC BY 4.0)

Vesmír

Trosky Reichstagu jen pár dní po skončení bojů. (foto: Wikimedia Commons, Imperial War MuseumsCC0)

Válka

Nové časopisy Extra Publishing

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