Vesmír — Odhalení některých tajů

BRZY ráno 4. července roku 1054 hleděl Jang Wei Te upřeně na oblohu. Byl oficiálním astronomem na čínském císařském dvoře. Bedlivě proto sledoval pohyby hvězd, když tu najednou upoutala jeho pozornost záře v blízkosti souhvězdí Orion.

Nastal vzácný úkaz — na nebi se objevil útvar, který staří Číňané pojmenovali „hvězdou návštěvnicí“. Jang o tom svědomitě zpravil císaře. Všiml si také, že „hvězda návštěvnice“ se tak rozzářila, že byla jasnější než Venuše a po několik týdnů byla viditelná i za denního světla.

Mělo uplynout devět set let, než byla tato podívaná řádně vysvětlena. Nyní se předpokládá, že onen čínský astronom byl svědkem výbuchu supernovy, kataklyzmatické smrtelné křeče mohutné hvězdy. Příčiny takového neobvyklého úkazu patří do řady mnoha tajemství, která se astronomové snaží rozluštit. Uvádíme jedno z vysvětlení, jež se astronomům podařilo sestavit.

Život hvězd podobných našemu Slunci může být nesmírně dlouhý a stálý. Ovšem jejich zrod a zánik dokáže na obloze vytvořit velkolepou podívanou. Vědci se domnívají, že životopis hvězdy začíná uvnitř mlhoviny.

Mlhovina. Tímto výrazem se označuje mezihvězdné mračno plynu a kosmického prachu. Mlhoviny patří mezi nejkrásnější útvary na noční obloze. Té, která je vyobrazena na obálce tohoto časopisu, se říká mlhovina Trifid (neboli mlhovina se třemi trhlinami). Uvnitř této mlhoviny se zrodily nové hvězdy, které zbarvují její záři do červena.

Zdá se, že hvězdy se utvářejí uvnitř mlhoviny tehdy, když se působením gravitace zhušťuje rozptýlená hmota a vznikají smršťující se mračna plynu. Tyto mohutné plynové koule se ustálí, když dosáhnou takové teploty, při níž se v jejich jádru spustí nukleární reakce. Tím se zamezí dalšímu smršťování a rodí se nová hvězda. Její vznik je často provázen zrodem jiných hvězd, s nimiž pak vytvoří hvězdokupu.

Hvězdokupy. Na straně 8 vidíme fotografii malé hvězdokupy, které se říká Šperkovnice. Předpokládá se, že vznikla před pouhými několika milióny let. Své pojmenování získala díky tomu, jak ji v 19. století názorně popsal astronom John Herschel: „Skříňka plná různobarevných drahokamů.“ Jen v samotné naší galaxii je známo více než tisíc podobných hvězdokup.

Energie hvězd. Vznikající neboli vyvíjející se hvězda se ustaluje, když se v jejím nitru spustí řetězová nukleární reakce. Termonukleární reakce začíná přeměňovat vodík na hélium podobně jako při výbuchu vodíkové bomby. Běžná hvězda má tolik hmoty, že může podobně jako Slunce spalovat jaderné palivo miliardy let, aniž své zásoby vyčerpá.

Co se však stane, když taková hvězda nakonec všechno vodíkové palivo spotřebuje? Jádro se začne smršťovat, teplota roste, protože hvězda spotřebovává vodík, který je v jejím středu. Vnější vrstvy se zatím nesmírně rozpínají, poloměr hvězdy se padesátkrát nebo i vícekrát zvětší. Stává se z ní rudý obr.

Rudí obři. Rudý obr je hvězda, která má na povrchu poměrně nízkou teplotu. Není tudíž na pohled bílá či žlutá, ale červená. Tato fáze života hvězdy je poměrně krátká a končí, když se většina zásoby hélia vypotřebuje. Na nebi se to projeví hvězdným ohňostrojem. Přitom stále ještě spaluje hélium a vyvrhuje své vnější vrstvy. Z nich vzniká planetární mlhovina, jež září díky energii, kterou dostala od své mateřské hvězdy. Hvězda se pak rychle smrští a stane se z ní slabounce zářící bílý trpaslík.

Je-li však původní hvězda dostatečně mohutná, je konečným výsledkem výbuch. A to je supernova.

Supernovy. Supernova je výbuch, kterým končí život hvězd, jež byly původně mnohem větší než naše Slunce. Velmi silné tlakové vlny vychrlí do kosmu velké množství prachu a plynu rychlostí více než 10 000 kilometrů za sekundu. Intenzívní zář tohoto výbuchu je jasnější než miliarda Sluncí. Na obloze se jeví jako třpytící se diamant. Energie uvolněná jediným výbuchem supernovy odpovídá energii, kterou by naše Slunce vydalo během devíti miliard let.

Od doby, kdy Jang pozoroval svou supernovu, uplynulo již devět století. Vědci však mohou dosud vidět rozptýlené zbytky po tomto výbuchu — útvar zvaný Krabí mlhovina. Ale zbylo i něco víc než jenom Krabí mlhovina. V jejím středu byl objeven drobný objekt, který se 33krát za sekundu otočí kolem své osy a kterému se říká pulsar.

Pulsary a neutronové hvězdy. Pulsarem se rozumí rotující jádro suprahusté hmoty. Je zbytkem po výbuchu hvězdy, která byla nanejvýš třikrát hmotnější než naše Slunce. Vzhledem k tomu, že pulsary mívají průměr menší než 30 kilometrů, optické teleskopy je zachytí jen málokdy. Mohou je však rozpoznat radioteleskopy, jež zaregistrují rádiové signály, způsobené jejich rychlou rotací. Spolu s hvězdou se otáčí i paprsek rádiových vln — jako u majáku. Pozorovateli se tento otáčející se paprsek jeví jako pulsující signál, a odtud pochází i jméno pulsar. Pulsarům se také říká neutronové hvězdy, neboť jejich hmotu tvoří především stlačené neutrony. To je příčinou jejich neuvěřitelné hustoty — jeden krychlový centimetr by vážil více než sto miliónů tun.

A co by se stalo, kdyby se nějaká skutečně mohutná hvězda stala supernovou? Astronomové vypočítali, že by proces hroucení hvězdy pokračoval v jejím jádře i poté, co již prošla stádiem neutronové hvězdy. Teoreticky by přitažlivost stlačující jádro byla tak velká, že by vznikla takzvaná černá díra.

Černé díry. Říká se, že se podobají obřím kosmickým vírům, kterým nic neunikne. Svou přitažlivostí do sebe nasávají objekty takovou silou, že pokud se světlo nebo hmota dostanou příliš blízko, jsou neúprosně vtaženy do jejich nitra.

Černou díru nikdo nikdy přímo nespatřil — již z názvu plyne, že to není možné. Fyzikové však věří, že se jim podaří existenci černých děr demonstrovat na tom, jaký vliv mají černé díry na objekty, které jsou právě v jejich okolí. K tomu, aby tato záhada byla rozluštěna, budou potřebné nové pozorovací techniky.

Tajemství galaxií

Galaxie je kosmický útvar složený z mnoha miliard hvězd. V roce 1920 vědci zjistili, že Slunce není středem naší galaxie, jak se dříve usuzovalo. Brzy nato silné teleskopy odhalily řadu dalších galaxií. Lidstvo si začalo uvědomovat nezměrnost vesmíru.

Mlhavý goblén, kterému říkáme Mléčná dráha, je ve skutečnosti pohled na okraj naší vlastní galaxie. Kdybychom ji mohli pozorovat z dálky, vypadala by jako gigantický vířící větrník. Její tvar bývá také přirovnáván ke dvěma vaječným „volským okům“ položeným rubem na sebe, ovšem v značně větším měřítku. Kdybychom putovali rychlostí světla, přelétli bychom naši galaxii za 100 000 let. Slunce leží na okraji naší galaxie. K tomu, aby oběhlo kolem jejího středu, potřebuje 200 miliónů let.

Galaxie, podobně jako hvězdy, dosud skrývají mnohá tajemství a fascinují vědeckou obec.

Kvasary. V šedesátých letech byly zachyceny silné rádiové signály. Pocházely z objektů, které jsou až za seskupením galaxií v naší blízkosti. Pro svou podobnost hvězdám dostaly jméno kvasary — což je zkrácená podoba anglického výrazu „quasi-stellar radio sources“. Ale astronomy zaráželo ohromné množství energie, kterou vydávají. Jeden velmi zářivý kvasar je asi deset tisíckrát jasnější než Mléčná dráha a nejvzdálenější známé kvasary jsou od nás zhruba deset miliard světelných let.

Po dvou desetiletích intenzívního bádání došli astronomové k závěru, že tyto vzdálené kvasary jsou vlastně velmi aktivní jádra odlehlých galaxií. Co se však v jádrech těchto galaxií děje, že vzniká tak nezměrná energie? Někteří vědci jsou toho názoru, že se energie uvolňuje spíše působením gravitačních procesů než jadernými reakcemi jako u hvězd. V současnosti uznávaná teorie uvádí kvasary do spojitosti s obrovskými černými dírami. Dnes nelze s jistotou říci, je-li to pravda, nebo ne.

Kvasary a černé díry jsou jen dvěma hádankami, které čekají na rozluštění. Je možné, že některé taje vesmíru zůstanou navždy mimo dosah našeho chápání. Ale ty, které již byly odhaleny, nám poskytují závažné poučení — poučení, jehož důsledky sahají daleko za říši astronomie.

[Obrázek na straně 7]

Spirální galaxie M83

[Podpisek]

Foto: D. F. Malin, s laskavým svolením Anglo-australského výboru pro teleskopy

[Obrázky na straně 8]

Šperkovnice

Kuřátka, otevřená hvězdokupa M45 v souhvězdí Býka

[Podpisek]

Foto: D. F. Malin, s laskavým svolením Anglo-australského výboru pro teleskopy

[Pictures on page 8]

Mlhovina v Orionu, na výřezu je fotografie mlhoviny Koňská hlava

[Podpisek]

Foto: D. F. Malin, s laskavým svolením Anglo-australského výboru pro teleskopy