„Stroj času“ přináší světlo dávno ztracených hvězd

Hvězda Eta Carinae je jedním z nejhmotnějších objektů v naší galaxii. Jde vlastně o dvojhvězdu, obě dvě dohromady váží více než sto Sluncí. Z jižní polokoule ji můžeme pozorovat v souhvězdí Lodního kýlu, je však na hranici pozorovatelnosti očima. Zato v letech 1840 až 1860 byla druhou nejjasnější hvězdou na obloze.

Plyn a prach kolem hvězdy Eta Carinae|foto: HST

Vzpomínky na pohaslou záři

Astronomové by rádi věděli, co způsobilo, že hvězda načas zářila silněji – tedy vybuchla. Z tehdejších pozorování však nemají dostatečné informace, připomíná astrofyzik Jiří Grygar:
„Víme, že tam byla dvě maxima, mezitím hvězda trochu zeslábla, pak se zase zjasnila, do konce století to všechno pomalinku skončilo a od té doby je hvězda relativně v klidu. V té době ale nebyla fotografie, nemáme přesnou světelnou křivku. Zadruhé by nás zajímalo spektrum, ale spektroskopie se teprve rodila a nikdo nebyl schopen pozorovat spektra hvězd.“

Zdálo by se, že se už nikdy nedozvíme, proč tehdy hvězda vybuchla, co se s ní dělo a jaké chemické prvky zářily v atmosféře. Existuje ale způsob, jak odraz dávných událostí spatřit znovu. Využívá skutečnosti, že světlo má konečnou rychlost a na dlouhé vzdálenosti letí celé věky. Koneckonců Eta Carinae ve skutečnosti nevybuchla v 19. století, ale o nějakých 7500 let dříve.

Odrazy na vzdálených mračnech

Světlo od takové vybuchující hvězdy ovšem neletí pouze k naší Zemi, nýbrž do všech stran. Astronomové Jan Oort a Fritz Zwicky v roce 1940 popsali způsob, jak toho využít při pozorování.

„Naše galaxie není jen záležitost hvězd, ale také mezihvězdné látky. Ta není rozložena rovnoměrně. Tvoří chuchvalce – obří molekulová mračna. Ta svítí, nebo naopak pohlcují světlo, podle toho, jestli na ně něco svítí, nebo jestli jsou zcela tmavá a studená,“ vysvětluje Jiří Grygar, „když se Eta Carinae tolik zjasnila, tak je napadlo najít mračno, které je od nás trochu dál, například o sto světelných let. To znamená, že signál z erupce letěl tím směrem, tím se zpozdil o sto let, pak se odrazil, zpozdil se o dalších sto let. Na Zemi dorazí se zpožděním dvě stě let.“

Mračno mezihvězdného prachu samozřejmě neodráží světlo tak dobře jako zrcadlo. Spíše bychom je mohli přirovnat k matnému, téměř černému povrchu. Není divu, že první pokusy zachytit toto světlo v 60. letech minulého století selhaly. Tehdejší fotografické filmy byly málo citlivé.

„Teď máme polovodičová čidla, která mají kvantovou účinnost téměř o dva řády vyšší než fotografické emulze. Astronomové to zkusili znovu. Našli vhodná mračna a získali světelnou křivku, takže vidíme, jak se hvězda měnila, s přesností potřebnou pro světelné výzkumy. Navíc získali i spektrum, protože prach je neutrální a nemění spektrum dopadajícího odlesku,“ říká Jiří Grygar.

Záznam změn jasnosti hvězdy Eta Carinae od roku 1820. V letech, kdy jsou body výše než hodnota 6, je hvězda vidět očima.|foto: AAVSO

I slabý odraz přináší barvité informace

Ze spektra se dá určit, které chemické prvky a sloučeniny svítily a jakou teplotu měla hvězda. Jestliže budou astronomové někdy potřebovat další informace, stačí najít další mračno o několik světelných roků dále a počkat, než se na něm znovu „přehraje“ odraz výbuchu.

Zmíněnou metodu začali astronomové používat masově. Pozorují tak velmi jasné výbuchy hvězd, o nichž se zmiňovali naši předkové před mnoha staletími, kdy ještě neexistovaly ani dalekohledy. Už se podařilo sledovat spektrum supernovy, která před tisícem let vytvořila v souhvězdí Býka Krabí mlhovinu nebo supernovu, kterou v roce 1604 pozoroval Johannes Kepler.
„Jsme schopni získávat jak světelné křivky, tak spektra. Jenom si musíme vybrat vhodné mračno, a to se vždycky najde,“ žasne Jiří Grygar, „to je opravdu bomba.“

Krabí mlhovina v souhvězdí Býka je pozůstatkem supernovy SN 1054|foto: NASA, ESA, Alison Loll & Jeff Hester (University of Arizona)