20 let po výbuchu supernovy

12. březen 2007

Před dvaceti lety byli astronomové svědky jedné z největších hvězdných explozí posledních 400 let. Výbuch supernovy 1987A byl v mnoha směrech mimořádný a stala se z ní nejstudovanější supernova historie. Pozorovaly ji snad všechny tehdejší dalekohledy. Ani po dvaceti letech astronomové nerozumí všemu, co se se supernovou dělo. Její zbytky se pozorují dodnes.

Divadlo pro protinožce
Psal se rok 1987 a astronomové z jižní polokoule s velkým zájmem a velkým nasazením sledovali čerstvě vybuchlou supernovu. Jejich kolegové ze severní polokoule jim tiše záviděli, ale věděli, že nakonec budou mít přístup k naměřeným datům všichni. Koncem února roku 1987 ozdobila oblohu v oblasti souhvězdí Mečouna nová hvězda. Mohl ji vidět opravdu každý bez jakéhokoli vybavení, protože dosáhla až třetí hvězdné velikosti a patřila mezi 100 nejjasnějších hvězd oblohy. Navíc se nacházel v těžko přehlédnutelném Velkém Magellanově oblaku.

Supernova byla vidět okem neuvěřitelného tři čtvrtě roku a amatérští astronomové ji pečlivě sledovali ještě další tři roky. To dokládá světelná křivka supernovy, tedy závislost jasnosti hvězdy na čase.

Světelná křivka supernovy 1987A ukazuje, jak se měnila jasnost hvězdy po výbuchu. Viditelnost okem je označena čarou.

Dříve než světlo
Na výbuchy supernov nejsou astronomové žádným způsobem upozorňováni dopředu. Nastávají náhle, bez varování. To ale u supernovy 1987A neplatilo. Tehdy byly v provozu jedny z prvních detektorů neutrin - částic tak titěrných, že zcela bez povšimnutí proletí člověkem, betonovou zdí nebo celou zeměkoulí. 23. února 1987 v půl deváté ráno zaznamenaly lapače neutrin Kamiokande II, IMB (Irvine-Michigan-Brookhaven) a Baksan dohromady 24 neutrin během intervalu přibližně 13 vteřin. Možná se vám to zdá málo, ale pro srovnání třeba detektor IMB zachytil 8 neutrin za 5 sekund, přičemž normální frekvence je jedno neutrino za týden.

Teprve několik hodin poté si astronomové supernovy všimli na obloze. To samozřejmě neznamená, že neutrina jsou rychlejší než světlo. Jenom se snadněji, a tedy i dříve, dostala z nitra hvězdy na povrch a mohla dál nerušeně letět vesmírem až k Zemi.

Od té doby se nepodařilo zachytit neutrina žádné jiné supernovy, a to přesto, že se odhaduje, že supernovu při explozi může jednorázově opustit kolem 10 na 57 neutrin.

Hvězdné "přesýpací hodiny"
Výbuchem roku 1987 supernova své poslední slovo neřekla. Naopak je od té doby pod drobnohledem řady dalekohledů celého světa a také řady vesmírných družic. Fotografie místa výbuchu připomíná spíše obrys přesýpacích hodin. Tři prstence podle všeho vznikly ještě před výbuchem supernovy a jsou tvořeny plynem, který hvězda vyvrhla asi před 20 000 lety. To je ale neověřená teorie.

Zbytek po výbuchu supernovy 1987A připomíná obrys přesýpacích hodin.

Prstence se neustále zvětšují a rozpínají v pozemských poměrech velkými rychlostmi kolem 50 000 km/h. Materiál vyvržený supernovou při výbuchu se ale pohybuje ještě tisíckrát rychleji a původní prstence dohání. Vzájemným kontaktem dochází k rozsvěcování částí prstenců. Dnes si tedy astronomové prstence vysvětlují jako projevy srážky rázové vlny po výbuchu supernovy s dříve odvrženým plynem.

Modrá není dobrá
Velkým oříškem dlouho bylo, jak vypadala hvězda, která vybuchla coby supernova. Hvězdu se sice na archivních snímcích oblohy podařilo objevit, ale zcela odporovala všem teoriím o supernovách. Do té doby se předpokládalo, že jako supernova může vybuchnout jen červený obr, kterému dojde palivo a začne se vlastní gravitací hroutit. Ale na místě supernovy se před výbuchem nenacházel červený obr, ale modrý.

Vývoj vzhledu vnitřního prstence kolem supernovy v uplynulých 12 letech.

Možná se to z pohledu laika zdá být jako drobný detail - barva snad tolik neznamená. Věci na Zemi si umíme opravdu snadno přetřít a změnou barvy se z naší staré škodovky nový mercedes skutečně neudělá. Jenomže ve vesmíru hraje barva tělesa důležitou roli. V případě hvězd závisí barva na teplotě hvězdy. Chladné hvězdy svítí červeně a horké svítí modře. Předchůdce supernovy tedy nebyla chladná hvězda na konci svého života, ale modrá obří hvězda, plná energie. Proč tedy vybuchla?

Když se hvězdy sloučí
Tuto záhadu rozplétali teoretičtí astrofyzikové jen velmi pomalu. Přijatelné vysvětlení se nakonec našlo. Zdá se, že modrý obr vznikl sloučením dvou hvězd. Jedna z nich měla hmotnost pěti a druhá patnácti hmotností našeho Slunce. Při jejich sloučení vznikl jediný červený obr. To se stalo před 20 000 lety a výsledkem splynutí jsou dva vnější prstence, které nyní pozorujeme.

Ve sloučené hvězdě došlo ke změnám vnitřní stavby, zahřátí centrální oblasti a zvýšení tempa jaderných reakcí uvnitř hvězdy. Přerod hvězdy do modrého obra provázely opět bouřlivé procesy, které vytvořily třetí, vnitřní prstenec. Toho si ale dlouho neužijeme, protože až k němu dorazí hmota vzniklá při výbuchu supernovy, bude nemilosrdně rozmetán.

Pro úspěch opakovat
Chování supernovy před výbuchem, během výbuchu i po výbuchu je zatím obestřeno celou řadou tajemství. Jen pomalu a postupně se je daří objasňovat. Astronomům by v tom pomohl výbuch nějaké další blízké supernovy, protože za uplynulých 20 let doznala technika opět značného pokroku a dnešní možnosti sledování výbuchu jsou nesrovnatelně vyšší.

autor: Petr Sobotka
Spustit audio

Více z pořadu