Vesmír — niektoré tajomstvá odhalené
SKORO ráno 4. júla 1054 hľadel Jang Wei Te uprene na oblohu. Ako oficiálny astronóm na čínskom cisárskom dvore úzkostlivo sledoval pohyb hviezd, keď tu zrazu zaujalo jeho pozornosť jasné svetlo v blízkosti súhvezdia Orion.
„Hosťujúca hviezda“ — meno, ktoré dali starí Číňania tomuto nezvyčajnému úkazu — sa predstavila svetu. Po neodmysliteľnom hlásení cisárovi Jang spozoroval, ako „hosťujúca hviezda“ začala tak jasne žiariť, že svitom prekonala Venušu, a niekoľko týždňov bola viditeľná aj za jasného dňa.
Malo uplynúť deväť storočí, kým mohol byť tento jav primerane vysvetlený. Teraz panuje názor, že čínsky astronóm bol svedkom supernovy, kataklizmatických smrteľných múk mohutnej hviezdy. Otázky a odpovede o takomto mimoriadnom jave sú práve jedným z tajomstiev, ktoré sa astronómia pokúša odhaliť. Nasleduje jedno vysvetlenie, ku ktorému astronómovia po veľkom úsilí dospeli.
Hoci hviezdy podobné nášmu Slnku môžu mať nesmierne dlhý a stabilný život, ich utváranie a smrť dokážu vytvoriť na oblohe tie najúchvatnejšie výjavy. Vedci veria, že životný príbeh hviezdy sa začína vnútri hmloviny.
Hmlovina. To je názov, ktorým sa označuje medzihviezdny oblak plynu a prachu. Hmloviny patria medzi najkrajšie útvary nočnej oblohy. Na obálke tohto časopisu je hmlovina, ktorá sa volá Trifid (čiže hmlovina s tromi trhlinami). Vnútri tejto hmloviny sa zrodili nové hviezdy, ktoré spôsobujú, že z nej vyžaruje červená žiara.
Hviezdy sa formujú vnútri hmloviny zrejme vtedy, keď je rozptýlená hmota vplyvom gravitačnej sily zhustená do zmenšujúcich sa mračien plynu. Tieto obrovské plynové gule sa stabilizujú, keď dosiahnu teplotu, pri ktorej začínajú prebiehať nukleárne reakcie v jadre mračna, zabraňujúce ďalšiemu zmenšovaniu. Tak sa rodí hviezda, často súčasne s ďalšími, s ktorými vytvorí hviezdokopu.
Hviezdokopy. Na fotografii na 8. strane vidíme malú hviezdokopu nazývanú Šperkovnica, ktorá vraj vznikla len pred niekoľkými miliónmi rokov. Jej meno bolo vytvorené podľa farbistého opisu astronóma Johna Herschela z devätnásteho storočia: „Šperkovnica rôznofarebných drahokamov.“ O našej galaxii je známe, že je v nej vyše tisíc podobných hviezdokôp.
Energia hviezd. Rodiaca sa čiže vznikajúca hviezda sa ustáli, keď sa v jej vnútri rozhorí nukleárny požiar. Procesom jadrovej syntézy sa v nej začína premieňať vodík na hélium. Je to podobný proces, aký nastáva pri výbuchu vodíkovej bomby. Bežné hviezdy, ako je Slnko, majú takú hmotnosť, že môžu spaľovať svoje nukleárne palivo miliardy rokov bez vyčerpania zásob.
Ale čo sa stane, keď takáto hviezda nakoniec vyčerpá všetko svoje vodíkové palivo? Keď hviezde ubúda vodík nachádzajúci sa v jej vnútorných častiach, jadro sa zmršťuje a teplota stúpa. Vonkajšie vrstvy sa zatiaľ veľmi rozpínajú, čím narastie polomer hviezdy 50 i viacnásobne. Tak sa z nej stane červený obor.
Červení obri. Červený obor je hviezda s relatívne nízkou teplotou povrchu; z toho dôvodu sa javí skôr ako červená, než biela či žltá. Táto fáza života hviezdy je pomerne krátka, a keď je vyčerpaná väčšia časť zásob hélia, končí sa ukážkou nebeského ohňostroja. Zatiaľ čo hviezda stále spaľuje hélium, vymršťuje svoje vonkajšie vrstvy, ktoré vytvárajú planetárnu hmlovinu žiariacu vďaka energii prijatej od materskej hviezdy. Nakoniec sa hviezda silne zmrští, aby sa z nej stal biely trpaslík so slabým svetlom.
Ak má však pôvodná hviezda dostatočne veľkú hmotnosť, konečným výsledkom je explózia hviezdy. To je supernova.
Supernovy. Supernova je explózia, ktorou sa končí život hviezdy s pôvodnou hmotnosťou oveľa väčšou ako naše Slnko. Do priestoru je vyvrhnuté obrovské množstvo prachu a plynu v prudkých nárazových vlnách rýchlosťou vyše 10 000 kilometrov za sekundu. Intenzívne svetlo explózie je také jasné, že svojou žiarou prekoná miliardy sĺnk, a na oblohe sa javí ako trblietavý diamant. Energiu uvoľnenú pri jedinom výbuchu supernovy možno prirovnať k celkovej energii, ktorú by Slnko vyžiarilo za deväť miliárd rokov.
Deväťsto rokov potom, čo Jang spozoroval svoju supernovu, môžu astronómovia stále vidieť rozptýlené zvyšky tejto explózie — útvar, ktorý sa nazýva Krabia hmlovina. No okrem hmloviny zostalo ešte niečo — v jej centre astronómovia objavili malý objekt s rotáciou 33 otáčok za sekundu, zvaný pulzar.
Pulzary a neutrónové hviezdy. Pod pojmom pulzar sa chápe rotujúce jadro nesmiernej hustoty tvorené z hmoty, ktorá zostala po exlózii supernovy z hviezdy nepresahujúcej hmotnosť Slnka viac než trojnásobne. Keďže majú priemer menší ako 30 kilometrov, zriedka sú spozorované optickými teleskopmi. No možno ich rozpoznať pomocou rádioteleskopov, ktoré zachytia rádiové signály vznikajúce pri rýchlej rotácii pulzarov. Lúč rádiovej vlny rotuje spolu s hviezdou podobne ako lúč majáka. To sa javí pozorovateľovi akoby pulzovala — z čoho vzniklo pomenovanie pulzar. Pulzarom sa hovorí tiež neutrónové hviezdy, pretože pozostávajú v podstate z veľmi natesnaných neutrónov. To vysvetľuje ich neuveriteľnú hustotu — vyše sto miliónov ton na kubický centimeter.
Čo však v prípade, ak vznikne supernova z hviezdy so skutočne veľkou hmotnosťou? Podľa výpočtov astronómov môže zrútenie jadra pokračovať ďalej za štádium neutrónovej hviezdy. Gravitačná sila stláčajúca toto jadro by bola teoreticky taká veľká, že výsledkom by bola takzvaná čierna diera.
Čierne diery. Hovorí sa o nich, že sú ako obrovské kozmické násosky, z ktorých nemôže nič uniknúť. Ťah gravitácie je taký silný, že svetlo aj hmota, ktoré sa dostanú príliš blízko, sú neodvratne vtiahnuté do ich útrob.
Žiadna čierna diera ešte nebola pozorovaná priamo. Nemožnosť vidieť ju vyplýva už z jej definície. Fyzici však dúfajú, že sa im podarí demonštrovať existenciu čiernych dier pomocu účinkov, aké majú na blízke objekty. Na odhalenie tohto mimoriadneho tajomstva bude zrejme potrebná nová pozorovacia technika.
Tajomstvá galaxií
Galaxia je kozmický útvar pozostávajúci z miliárd hviezd. V roku 1920 sa zistilo, že Slnko nie je centrom našej galaxie, za ktoré bolo predtým považované. Čoskoro nato odhalili výkonné teleskopy množstvo ďalších galaxií, a človek si začal uvedomovať nezmernosť vesmíru.
Hmlovitý nebeský gobelín, ktorému hovoríme Mliečna cesta, je v skutočnosti pohľad na okraj našej galaxie. Keby sme ju mohli pozorovať z diaľky, vyzerala by skôr ako obrovský disk. Jej tvar bol prirovnaný k dvom „volským okám“ spojeným chrbtami k sebe, samozrejme s oveľa väčšími rozmermi. Ak by sme cestovali rýchlosťou svetla, cesta naprieč našou galaxiou by trvala 100 000 rokov. Nášmu Slnku, ktoré sa nachádza pri vonkajšom okraji galaxie, trvá 200 miliónov rokov, kým raz obehne okolo stredu galaxie.
Galaxie, takisto ako hviezdy, ukrývajú v sebe ešte veľa tajomstiev, ktoré priťahujú vedeckú obec.
Kvazary. V šesťdesiatych rokoch boli zachytené rádiové signály, ktoré prichádzali z diaľav, z miest ďaleko za našou skupinou galaxií. Pre svoju podobnosť hviezdam boli po anglicky nazvané quasars, čo je skrátenie výrazu „quasi-stellar radio sources“ (kvázihviezdne rádiové zdroje). Astronómovia však boli zmätení úžasnou energiou, ktorú kvazary vyžarovali. Kvazar s veľkou svietivosťou je až desaťtisíckrát jasnejší ako Mliečna cesta, a najvzdialenejšie kvazary boli spozorované vo vzdialenosti vyše desať miliárd svetelných rokov.
Po dvoch desaťročiach intenzívneho bádania dospeli astronómovia k záveru, že tieto vzdialené kvazary sú veľmi aktívne jadrá vzdialených galaxií. Čo sa však deje v týchto jadrách, keď je pri tom produkovaná taká nesmierna energia? Niektorí vedci sa domnievajú, že energia je uvoľňovaná skôr gravitačným procesom než jadrovou fúziou, ako je to u hviezd. Terajšia teória spája kvazary s obrovskými čiernymi dierami. Či je to správne alebo nie, zostáva v súčasnosti neisté.
Kvazary a čierne diery sú len dve záhady, ktoré majú byť ešte vyriešené. Je možné, že niektoré tajomstvá vesmíru budú vždy nad naše chápanie. Avšak z tých, ktoré už boli odhalené, môžeme získať veľmi závažné poučenie — poučenie, ktorého dôsledky siahajú ďaleko za hranice sveta astronómie.
[Obrázok na strane 7]
Špirálová galaxia M83
[Prameň ilustrácie]
Foto: D. F. Malin, s láskavým súhlasom Anglo-Australian Telescope Board
[Obrázky na strane 8]
Šperkovnica
Plejády, otvorená hviezdokopa M45 v súhvezdí Býk
[Prameň ilustrácie]
Foto: D. F. Malin, s láskavým súhlasom Anglo-Australian Telescope Board
[Obrázky na strane 8]
Hmlovina v Orione, na vloženej fotografii hmlovina Konská hlava
[Prameň ilustrácie]
Foto: D. F. Malin, s láskavým súhlasom Anglo-Australian Telescope Board