Představte si, že jste astronomem na počátku 17. století. Dalekohled ještě nebyl vynalezen, takže noční oblohu prohlížíte pouhým okem. A jednoho dne se objeví nová jasná hvězda a na několik týdnů zastíní dokonce i planetu Venuši. Je tak jasná, že je vidět i za bílého dne. Přesně to v roce 1604 na obloze užasle pozoroval německý astronom Johannes Kepler. Věřil, že se objevila nová hvězda. O několik století později však víme, že se spíše jednalo o výbuch supernovy, tedy o obrovskou explozi, ke které dojde tehdy, když hvězda dosáhne konce svého života. Teď by už každou chvíli měla přijít exploze další.
Rok 1604 byl tedy prozatím poslední, kdy se v naší galaxii, tedy v Mléčné dráze, takzvaná supernova objevila. Nebo alespoň poslední, o kterém je známo, že byla pozorována. Je možné, že se mezitím vyskytly další, pravděpodobně skryté za oblaky plynu a prachu. Astronomové si také mohou prohlédnout pozůstatky dávných supernov, jako je Krabí mlhovina, jejíž světlo k Zemi poprvé dorazilo v roce 1054.
V roce 1987 byla supernova pozorována ve Velkém Magellanově mračnu, malé doprovodné galaxii Mléčné dráhy. Astronomové také zaznamenali mnoho supernov v jiných galaxiích. Tyto supernovy jsou vidět dalekohledy, ale v době Keplera by je pozorovatelé oblohy zcela minuli. Jinými slovy, v roce 2022 je to 418 let od doby, kdy lidé na vlastní oči viděli explodovat hvězdu v naší galaxii. Takže jak dlouho si počkáme na další jasnou blízkou supernovu?
Jsme lépe připraveni
Astronomové odhadují, že během každé stovky let by v naší galaxii měly explodovat až tři hvězdy. „Statisticky nelze říci, že jsme po termínu, ale neformálně všichni astronomové říkají, že tomu tak je,“ říká Brian Fields, astronom z Univerzity v Illinois.
Pak je tu samozřejmě další, nikoli už tak romantická otázka. Mohla by blízká supernova představovat hrozbu pro život na Zemi? Teoreticky ano.
Na příští supernovu jsou však dnešní astronomové připraveni mnohem lépe, než byl svého času Kepler nebo než byl kdokoli ještě na konci minulého století. Jsou vybaveni jak dalekohledy, které zaznamenávají viditelné světlo, tak dalekohledy, které pracují s infračerveným světlem, jehož barvy přesahují konec viditelného spektra. Díky delším vlnovým délkám prochází infračervené světlo snadněji plynem a prachem než viditelné světlo a odhaluje cíle, které tradičním dalekohledům zůstávají skryty. Příkladem je v současnosti hojně diskutovaný a opěvovaný Webbův teleskop.
Viditelné i infračervené světlo je součástí „elektromagnetického spektra“, supernovy však vyzařují i další druhy záření – proud subatomárních částic zvaných neutrina a jemné vlnění ve struktuře časoprostoru, známé jako gravitační vlny. O těch se zatím pouze předpokládá, že je supernovy uvolňují, současné technologie nám to ale při příští příležitosti již umožňují potvrdit, nebo vyvrátit.
Dva typy supernov
Popsány byly dva odlišné typy supernov. V supernově typu I strhává takzvaný bílý trpaslík materiál z doprovodné hvězdy, dokud nedojde k jaderné reakci, během níž je bílý trpaslík roztrhán na kusy. Tento typ pozoroval Kepler. V supernově typu II se hvězda zhroutí pod vlivem vlastní gravitace.
Každá supernova může být tak jasná, že nakrátko přezáří celou galaxii. Supernovy typu II jsou však obzvláště zajímavé, protože uvolňují nejen světlo, ale také obrovské množství neutrin. Emise neutrin může začít o něco dříve než samotná exploze, vysvětluje Kate Scholbergová, astronomka z Duke University.
„Pokud je hvězda dostatečně blízko, ve skutečnosti bychom neutrina před supernovou mohli pozorovat, než dojde ke kolapsu jádra,“ říká Scholbergová. Pokud by se například rudá obří hvězda Betelgeuse stala supernovou, detektory neutrin by pravděpodobně zachytily signál hodiny, nebo dokonce dny předtím, než by byla viditelná samotná exploze. Jasnost hvězdy Betelgeuze přitom v posledních letech kolísala a někteří astronomové tvrdili, že byla na pokraji výbuchu. Novější studie ale naznačují, že stmívání bylo způsobeno buď mračny prachu, nebo aktivitou slunečních skvrn na povrchu hvězdy. Očekává se, že obří hvězda vybuchne někdy během příštích 100 000 let.
Pod dozorem detektorů
Pokud neutrina z galaktické supernovy dosáhnou Země, astronomové obdrží automatické upozornění vysílané řadou neutrinových detektorů známých jako Supernova Early Warning System neboli SNEWS. Detektory pomohou určit přibližný směr supernovy, kterou pak budeme schopni zkoumat pomocí optických přístrojů blíže.
Webbův teleskop ve vesmíru (zdroj: Shutterstock)
Zvlášť velkým úspěchem by však byla úspěšná detekce gravitačních vln. Doposud zaznamenané gravitační vlny byly uvolněny sloučením masivních těles, jako jsou černé díry a neutronové hvězdy. Pokud by ale vycházely z jádra supernovy, poskytly by nám cenné informace o tom, jak hvězdy skutečně explodují, což dosud astronomické komunitě unikalo.
Ohrožují supernovy Zemi?
Pak je tu samozřejmě další, nikoli už tak romantická otázka. Mohla by blízká supernova představovat hrozbu pro život na Zemi? Teoreticky ano, ale výbuch by musel být velmi blízko a v tuto chvíli riziko výbuchu u žádné z blízkých hvězd nehrozí. Kdyby k tomu došlo, během několika týdnů by ultrafialové, rentgenové a gama paprsky nejspíše způsobily úplné odstranění ozónové vrstvy kolem Země. Bez ozónové vrstvy by pak Země byla zaplavena smrtícím ultrafialovým zářením ze Slunce. To by způsobilo vyhynutí fytoplanktonu v oceánech, což by mohlo vést až k hromadnému vymírání druhů.
K tomu už ostatně v historii mohlo dojít. Fields a jeho kolegové tvrdí, že masové vymírání na konci devonského období, tedy asi před 360 miliony let, mohlo být způsobeno právě supernovou. Všimli si totiž, že horniny z tohoto období obsahují spory rostlin, které vypadají jako spálené od Slunce, tedy jako by je odpálilo ultrafialové záření.
Supernovy nicméně nejen ničí, ale také tvoří. Astronomové a fyzici poukazují na to, že mnoho prvků, na kterých jsme závislí, tedy kyslík, který dýcháme, vápník v kostech nebo železo v krvi, pochází z jaderných reakcí, které se odehrávají hluboko v explodujících hvězdách a vesmírem se šíří díky tlakovým vlnám, které tyto jaderné reakce produkují. Jak kdysi velmi květnatě ale věcně přesně prohlásil astronom Carl Sagan, „jsme stvořeni z hvězdného prachu“. Alespoň pro astronomy by tedy supernova byla pravým darem z nebes.
Reklama
foto: Shutterstock , zdroj: Smithsonian magazine
