Hvězdy v prostoru a čase: Jak se mění poloha a jasnost hvězd v historii (2.)

V předchozí části jsme se věnovali změně svítivosti hvězd v čase, a to jak zdánlivé, tak absolutní. Kromě toho jsme zjistili, že se hvězdy na obloze pohybují, že nejde o stálice, jak se domnívali starověké civilizace. Hvězdy jsou ale zajímavé i z hlediska svého pohybu.

A přece se mění

Někteří lidé se domnívají, že se poloha hvězd nemění a souhvězdí vždy měla a budou mít stejnou podobu. Nic ve vesmíru však není nehybné. I hvězdy se tudíž pohybují obrovskými rychlostmi různými směry. Nacházejí se od nás ovšem tak daleko, že se změna jejich polohy – a tedy ani změna tvaru souhvězdí – za lidský život neprojeví. Nicméně astronomové dokážou uvedené modifikace změřit.

Přiložená grafika zachycuje Velký vůz před 100 000 let, dnes a za 100 000 let. Tyto změny poloh na nebeské sféře za určitý čas – tzv. vlastní pohyby – ukazují jen jednu složku rychlosti hvězdy: rychlost tangenciální, která je kolmá na spojnici pozorovatel–hvězda a měří se v úhlových vteřinách za jednotku času (rok nebo století). Při známé vzdálenosti můžeme ze znalosti vlastního pohybu určit tuto složku rychlosti v km/s.

Složka rychlosti ve směru zorného paprsku – tzv. radiální rychlost – se stanovuje na základě Dopplerova posuvu spektrálních čar. U hvězd, které se od nás vzdalují, jsou spektrální čáry posunuty k červenému konci (vlnová délka se prodlužuje), a u těch, jež se přibližují, zase k fialovému konci (vlnová délka se zkracuje). Velikost posuvu je přímo úměrná radiální rychlosti hvězdy, jejíž hodnoty kolísají od +550 km/s do −400 km/s (znaménko „+“ udáváme u vzdalujících se hvězd). Složením tangenciální a radiální rychlosti pak získáme skutečnou prostorovou rychlost hvězdy ve vesmíru.

Kam míří zemská osa?

Severní světový pól (průsečík severního konce zemské rotační osy s nebeskou sférou) opíše přibližně jednou za 25 800 let po obloze „kružnici“ o průměru 47° – jde o precesní pohyb způsobený vlivem Slunce a Měsíce na těleso zeměkoule. Tento pól tak neustále mění svoji polohu mezi hvězdami. V současnosti se nachází v blízkosti hvězdy alfa Malého vozu (viz grafiku), kterou známe spíš pod názvem Polárka. V roce 1986 ji od severního světového pólu dělilo asi 58′ (úhlových minut), zatímco v roce 2102 půjde o minimální vzdálenost 27,5′, což zhruba odpovídá průměru Měsíce v úplňku. V roce 3000 se bude jednat už o 5° a přibližně za 12 000 let se „polárkou“ stane jasná Vega v souhvězdí Lyry.

Připojená grafika zachycuje i polohu severního světového pólu v minulosti. Například staří Egypťané se orientovali podle Thubanu (hvězdy alfa v souhvězdí Draka), v jehož blízkosti se severní světový pól nacházel kolem roku 2800 př. n. l. Zemská osa krouží vlivem precese kolem pólu ekliptiky (PE), který bychom našli ve zmíněném souhvězdí Draka, přičemž v současnosti jej od světového pólu dělí úhel 23,5°. Uvedená hodnota odpovídá sklonu zemského rovníku k rovině ekliptiky, což je rovina proložená oběžnou dráhou Země kolem Slunce. V důsledku vlivu planet se poloha pólu ekliptiky mění v periodě 40 000 let, a precesní kružnice tudíž netvoří uzavřenou křivku.

Jeden ze dvou průsečíků ekliptiky se světovým rovníkem představuje tzv. jarní bod. Jedná se o místo na nebeské sféře, kde se Slunce nachází v okamžiku jarní rovnodennosti. Za 6 450 let se jarní bod posune o 90° a za 12 900 let o 180° – tedy na opačnou stranu vůči středu ekliptiky. Současná letní souhvězdí tak budou pozorovatelná v zimě a zimní souhvězdí naopak v létě.

S precesí souvisí i viditelnost souhvězdí z určitého místa na zeměkouli. Asi za 12 000 let, kdy se u nás stane „polárkou“ Vega, nebude v našich zeměpisných šířkách pozorovatelný například Sirius či jižní část Orionu a naopak bude možné sledovat třeba Jižní kříž.

Scholzova hvězda

Astronomové nedávno informovali o objevu hvězdy, která prošla vnějšími oblastmi našeho solárního systému přibližně před 70 000 let. Stálice pojmenovaná Scholzova hvězda se přiblížila ke Slunci na vzdálenost 0,8 ly, tedy asi 50 000 AU (astronomických jednotek). Pro porovnání: nejbližší hvězdu Proximu Centauri od nás dělí 4,2 ly.

Scholzova hvězda je malý červený trpaslík spektrální třídy M (podle odhadů představuje tento typ až 75 % hvězd v naší Galaxii) a její hmotnost odpovídá 15 % hmotnosti Slunce. Navíc se jedná o binární systém, jehož jasnější složku provází slabý hnědý trpaslík typu T5. Scholzova hvězda je velmi aktivní a vědci dodávají, že v době, kdy se nacházela nejblíž ke Slunci, svítila slabě jako hvězda 11. magnitudy – bez přístrojů nebyla viditelná. Nepravidelné erupce a exploze na jejím povrchu však mohly její jasnost zvýšit a naši předci ji možná občas pozorovali jako „novou“ hvězdu. V současnosti ji dělí od Země asi 20 ly. 

Další „hvězdný vetřelec“ se ke Sluneční soustavě teprve blíží. Oranžového trpaslíka Gliese 710 ze souhvězdí Hada o poloviční hmotnosti Slunce od nás dělí 63,8 ly, ale data ukazují, že se k nám během 1,4 milionu let dostane na vzdálenost 1,1 ly. Každé takové přiblížení k vnější hranici Oortova oblaku může přitom způsobit jeho gravitační narušení, načež se některé z komet vydají na mezihvězdnou pouť a jiné naopak zamíří ke Slunci. Po cestě trvající několik milionů let by pak mohla část vlasatic ohrozit naši planetu četnými srážkami.

Kdo vystřídá Proximu?

Již zmiňovaná Proxima Centauri tvoří součást trojčlenného systému: obíhá kolem dvojhvězdy Alfa Centauri a přibližně jednou za 500 000 let si s touto dvojicí vymění pozici. Naší nejbližší hvězdou však nebude navždy. Tento post si udržovala uplynulých 32 000 roků, ovšem zhruba za 26 700 let se dostane na vzdálenost 3,11 ly ke Slunci, načež se od něj začne vzdalovat. Okolo roku 33 000 ji jako naši nejbližší hvězdu vystřídá červený trpaslík Ross 248 z Andromedy, vzdálený nyní 10,3 ly. Asi za 43 000 let pak bude naší nejbližší stálicí Gliese 445, červený trpaslík ze souhvězdí Žirafy, jejž od nás v současnosti dělí 17,6 ly.

Některé další hvězdy se ke Slunci rovněž přiblíží, nestanou se však našimi nejtěsnějšími sousedkami. Zhruba za 19 900 let prolétne ve vzdálenosti 4,65 ly stálice Lalande 21185 a Barnardovu šipku od nás bude již za 9 800 let dělit jen 3,75 ly.