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

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.