Ohromující vesmír

Tak tajemný, a přitom tak krásný

V TUTO roční dobu nás noční obloha vábí svou zářivou nádherou. Vysoko nad naší hlavou kráčí mocný Orion, který je za lednových večerů dobře viditelný od Anchorage na Aljašce až po Kapské Město v Jižní Africe. Prohlíželi jste si někdy v poslední době nebeské poklady, které leží v takových známých souhvězdích, jako je například Orion? Astronomové je před nedávnem pozorovali pomocí Hubblova kosmického teleskopu, který byl před krátkou dobou opraven.

Na třech hvězdách Orionova pásu visí Orionův meč. Nejasná hvězda uprostřed meče není ve skutečnosti vůbec hvězda, ale slavná Velká mlhovina v Orionu. Je úžasně krásná, i když ji pozorujete jen malým dalekohledem. Profesionální astronomy však neokouzluje její éterická záře.

„Astronomové zkoumají Velkou mlhovinu v Orionu a jejích mnoho mladých hvězd proto, že tato mlhovina je tou největší a nejaktivnější oblastí zrodu hvězd v naší galaxii,“ píše Jean-Pierre Caillault v časopise Astronomy. Vypadá to, že je to taková kosmická porodnice! Když Hubblův teleskop fotografoval Velkou mlhovinu v Orionu, zachytil detaily, které předtím nikdo neviděl. Astronomové nespatřili jen hvězdy a zářící plyn, ale také to, co Caillault popisuje jako „rozmazané malé ovály, kaňky oranžového světla. Připomínají skvrny, jako by někomu náhodou na fotografii upadly drobky ze svačiny.“ Vědci se však domnívají, že tyto rozmazané ovály nejsou vadou fotografie, ale že to jsou „protoplanetární disky — první sluneční soustavy na počátku svého vývoje, pozorované ze vzdálenosti 1500 světelných let“. Rodí se právě teď ve Velké mlhovině v Orionu hvězdy, nebo dokonce celé sluneční soustavy? Mnoho astronomů se domnívá, že ano.

Od porodnice k hvězdnému hřbitovu

Jak Orion s lukem v ruce kráčí kupředu, zdá se, že se chce utkat se souhvězdím Býka (latinsky Taurus). I malý dalekohled objeví, že u špičky Býkova jižního rohu je nezřetelná světlá skvrna. Říká se jí Krabí mlhovina a ve velkém dalekohledu vypadá jako právě probíhající výbuch — to je vidět na straně 9. Je-li Velká mlhovina v Orionu hvězdnou porodnicí, Krabí mlhovina poblíž je možná hrobem hvězdy, která zašla velmi násilnou smrtí.

Tuto nebeskou katastrofu možná zaznamenali čínští astronomové, kteří popsali „hvězdu hosta“ v souhvězdí Býka, která se náhle objevila 4. července 1054 a zářila tak jasně, že byla 23 dní vidět i za dne. „Několik týdnů,“ říká astronom Robert Burnham, „zářila světlem asi čtyř set milionů sluncí.“ Astronomové říkají takové okázalé hvězdné sebevraždě supernova. I teď, téměř tisíc let od doby, kdy byl výbuch pozorován, letí explodovaná hmota vesmírem rychlostí asi osmdesát milionů kilometrů za den.

Hubblův kosmický teleskop pracoval i v této oblasti a nahlížel hluboko do srdce mlhoviny. Podle časopisu Astronomy objevil „v Krabí mlhovině podrobnosti, které astronomové vůbec nečekali“. Astronom Paul Scowen říká, že tyto objevy „by měly teoretikům na nějakou dobu zamotat hlavu“.

Astronomové, například Robert Kirshner z Harvardu, se domnívají, že porozumět zbytkům supernovy — například Krabí mlhovině — je důležité, protože pomocí nich se dají měřit vzdálenosti od jiných galaxií, a to je právě předmětem intenzívního bádání. Jak jsme již viděli, nesoulad ve vzdálenostech od jiných galaxií nedávno podnítil živou debatu o teorii velkého třesku jako modelu vzniku vesmíru.

Až za souhvězdím Býka, ale stále ještě na západní lednové obloze, je ze severní polokoule vidět jemná záře v souhvězdí Andromedy. Tato záře pochází z Velké galaxie v Andromedě, nejvzdálenějšího objektu, jaký je pozorovatelný prostým okem. Divy Oriona a Býka jsou na našem kosmickém dvorku — ve vzdálenosti několika tisíc světelných let. Teď se však díváme do dálky asi dvou milionů světelných let na velkou spirálu z hvězd, která se velmi podobá naší vlastní galaxii, Mléčné dráze, ale je větší — od jednoho konce ke druhému měří asi 180 000 světelných let. Když se díváte na jemnou záři Andromedy, dopadá vám do očí světlo, které je možná starší než dva miliony let!

V posledních letech se Margareta Gellerová a další astronomové pustili do náročného programu — chtějí vytvořit trojrozměrnou mapu všech galaxií kolem nás. Z výsledků vyplynuly otázky závažné pro teorii velkého třesku. Tito kosmičtí kartografové neviděli galaxie rovnoměrně rozložené v každém směru, ale objevili „tapisérii galaxií“ ve struktuře, jejíž rozměry přesahují miliony světelných let. „Jak byla tato tapisérie utkána z téměř uniformní hmoty novorozeného vesmíru, je jednou z nejpalčivějších otázek kosmologie,“ uvádí nedávná zpráva v renomovaném časopise Science.

Dnes večer jsme začali pohledem na lednovou noční oblohu a rychle jsme objevili nejen krásu, ze které se tají dech, ale také otázky a tajemství, které se týkají samotné podstaty a původu vesmíru. Jak to začalo? Kde se vzala ta složitost, kterou dnes pozorujeme? Co se stane s nebeskými zázraky, které nás obklopují? Může to někdo říci? Uvidíme.

[Rámeček na straně 8]

Jak mohou vědět, jak je daleko?

Když nám astronomové říkají, že Velká galaxie v Andromedě je vzdálena dva miliony světelných let, je to kvalifikovaný odhad. Nikdo ještě nepřišel na to, jak měřit tak ohromné vzdálenosti přesně. Vzdálenosti těch nejbližších hvězd, které jsou v okruhu asi dvou set světelných let, se dají měřit přímo, pomocí stelární paralaxy. Při takovém výpočtu se používá obyčejná trigonometrie. Tato metoda se však dá použít jen pro hvězdy, které jsou tak blízko Zemi, že se obíháním Země kolem Slunce poněkud mění jejich poloha na obloze. Většina hvězd a všechny galaxie jsou mnohem dále. Tam také začíná odhadování. Odhadována je i vzdálenost hvězd, které jsou poměrně blízko, jako například slavný rudý veleobr Betelgeuze v Orionu, a jejich předpokládaná vzdálenost se pohybuje od 300 až 1000 světelných let a více. Nemělo by nás tedy překvapovat, že astronomové nemají jednotný názor na to, jak daleko jsou různé galaxie, protože vzdálenosti galaxií jsou milionkrát větší než vzdálenost blízkých hvězd.

[Rámeček na straně 8]

Supernovy, pulsary a černé díry

V srdci Krabí mlhoviny leží jeden z nejpodivnějších objektů známého vesmíru. Podle vědců se tento drobný pozůstatek zaniklé hvězdy, stlačený do neuvěřitelné hustoty, otáčí ve svém hrobě třicetkrát za sekundu a vysílá paprsek rádiových vln, které byly na Zemi poprvé zaznamenány v roce 1968. Říká se mu pulsar a je popisován jako rotující zbytek supernovy, který byl tak stlačen, že elektrony a protony v atomu původní hvězdy se k sobě přitiskly natolik, že vytvořily neutrony. Vědci říkají, že kdysi to bylo masivní jádro takového veleobra, jako je Betelgeuze nebo Rigel v Orionu. Když hvězda explodovala a její svrchní vrstvy byly vymrštěny do kosmického prostoru, zbylo jen scvrklé jádro, do běla rozžhavená struska, jejíž nukleární plameny již dávno uhasly.

Představte si, že máte hvězdu o hmotnosti dvou Sluncí a stlačíte ji do koule o průměru 15 až 20 kilometrů! Představte si, že vezmete planetu Zemi a stlačíte ji tak, že má průměr jen 120 metrů. Krychlový centimetr takové hmoty by vážil více než 16 miliard tun.

Zdá se však, že ani takto popsané stlačení hmoty není konečné. Kdybychom Zemi stlačili do velikosti kuličky na hraní, její gravitační pole by bylo tak silné, že by z něj neuniklo ani světlo. Pak by naše maličká Země jakoby zmizela v něčem, čemu se říká černá díra. Ačkoli se většina astronomů domnívá, že černé díry existují, dosud to nebylo dokázáno a ukazuje se, že černé díry nejsou tak běžné, jak se před několika lety předpokládalo.

[Rámeček na straně 10]

Jsou ty barvy skutečné?

LIDÉ, kteří si prohlížejí oblohu malým dalekohledem, jsou často zklamáni, když poprvé najdou některou proslulou galaxii nebo mlhovinu. Kde jsou ty krásné barvy, které viděli na fotografiích? „Lidské oko nemůže barvy galaxií vidět přímo, a to ani těmi největšími teleskopy, jaké existují,“ říká astronom a pisatel populárně-vědecké literatury Timothy Ferris, „protože jejich světlo je příliš slabé, než aby stimulovalo čidla barev na naší sítnici.“ Mnoho lidí proto došlo k závěru, že ty krásné barvy, které vidí na astronomických fotografiích, jsou podvrhy a jsou fotografiím nějak dodávány při zpracovávání. To však není pravda. „Barvy samy jsou skutečné,“ píše pan Ferris, „a fotografie jsou výsledkem snah astronomů o to, aby barvy reprodukovali co nejpřesněji.“

Ve své knize Galaxies (Galaxie) pan Ferris vysvětluje, že fotografie slabých vzdálených objektů, jako jsou galaxie a většina mlhovin, „jsou pořizovány tak, že se teleskop zaměří na galaxii a fotografická deska se exponuje několik hodin; po tu dobu proniká světlo hvězdy do fotografické emulze. Během této doby naváděcí mechanismus kompenzuje zemskou rotaci a udržuje teleskop zaměřený na galaxii, zatímco astronom, anebo někdy automatický řídící systém, provádí drobné korekce.“

[Nákres a obrázky na straně 7]

1.Známý lednový pohled na souhvězdí Orionu, které se klene nad celým světem

2.Velká mlhovina v Orionu, senzační pohled zblízka na roztřepanou „hvězdu“

3.Hluboko uvnitř Velké mlhoviny v Orionu — je to kosmická porodnice?

[Podpisek]

#2: Astro Photo - Oakview, CA

#3: C. R. O’Dell/Rice University/NASA foto

[Obrázek na straně 9]

Velká galaxie v Andromedě, nejvzdálenější objekt viditelný pouhým okem. Rychlost její rotace zdánlivě porušuje Newtonův gravitační zákon a vyvolává otázku ohledně temné hmoty, která je teleskopem neviditelná

[Podpisek]

Astro Photo - Oakview, CA

[Obrázek na straně 9]

Krabí mlhovina v Býku. Je to hvězdný hrob?

[Podpisek]

Bill a Sally Fletcherovi

[Obrázky na straně 10]

Nahoře: Vírová galaxie. Nějaká menší galaxie se s ní srazila, protlačila se skrz ni a nechala za sebou modrý kruh miliard nově vytvořených hvězd, které Vírovou galaxii obklopují

[Podpisek]

Kirk Borne (ST Scl), a NASA

Dole: mlhovina Kočičí oko. Tyto složité struktury se dají nejlépe vysvětlit působením dvou hvězd, které se vzájemně obíhají

[Podpisek]

J. P. Harrington a K. J. Borkowski (University of Maryland), a NASA