Bázeň vzbudzujúci vesmír
Tajuplný, a predsa taký nádherný
V TOMTO období roku nás nočná obloha, akoby posiata drahokamami, vábi svojou nádherou. Vysoko nad nami sa rozprestiera Orión, ktorý sa počas januárových večerov dá veľmi ľahko pozorovať v oblasti od Anchorage na Aljaške až po Kapské Mesto v Južnej Afrike. Zahľadeli ste sa v poslednom čase na tieto nebeské poklady a hľadali ste tam niektoré zo známych súhvezdí, ako napríklad Orión? Astronómovia to prednedávnom urobili pomocou opraveného Hubblovho kozmického teleskopu.
Z troch hviezd Oriónovho pásu visí jeho meč. Rozmazaná hviezda v strede meča v skutočnosti vôbec nie je hviezda, ale známa Veľká hmlovina v Orióne, žiarivo krásny útvar, ktorý je pozorovateľný aj pomocou bežného ďalekohľadu. Tajomstvo fascinujúceho účinku tejto hmloviny na profesionálnych astronómov však nespočíva v jej medzihviezdnej žiare.
„Astronómovia skúmajú Veľkú hmlovinu v Orióne a mnohé jej mladé hviezdy preto, lebo v našej časti Galaxie je to najväčšia a najaktívnejšia oblasť zrodu hviezd,“ uvádza Jean-Pierre Caillault v časopise Astronomy. Zdá sa, že hmlovina je akousi vesmírnou pôrodnicou. Na fotografiách Veľkej hmloviny v Orióne urobených pomocou Hubblovho teleskopu a zachytávajúcich doposiaľ neobjavené detaily videli astronómovia okrem hviezd a žiarivého plynu aj niečo, čo Caillault opísal ako „rozmazané malé ovály. Škvrny oranžového svetla. Vyzerá to, akoby niekto pri obede urobil na fotografii škvrny.“ No vedci nepovažujú tieto rozmazané ovály za chyby laboratórneho spracovania, ale skôr za „protoplanetárne disky, prvé slnečné systémy v ich počiatočnom štádiu vývoja sledované zo vzdialenosti 1500 svetelných rokov“. Rodia sa vo Veľkej hmlovine v Orióne hviezdy, či dokonca celé slnečné systémy? Mnoho astronómov verí, že áno.
Od pôrodnice k cintorínu hviezd
Ako Orión kráča vpred, s lukom v ruke, zdanlivo je zoči-voči súhvezdiu Taurus čiže Býka. Aj cez menší teleskop možno pozorovať pri končeku južného rohu Býka matnú svetelnú škvrnu. Nazýva sa Krabia hmlovina, a ako vidno na fotografii na strane 9, cez veľké teleskopy vyzerá ako pokračujúci výbuch. Ak je Veľká hmlovina v Orióne materskou školou hviezd, potom neďalekú Krabiu hmlovinu môžeme nazvať pohrebiskom hviezdy, ktorá zanikla s nepredstaviteľnou búrlivosťou.
Túto nebeskú katastrofu pravdepodobne zaznamenali čínski astronómovia, ktorí opísali „hosťujúcu hviezdu“ v súhvezdí Taurus, ktorá sa náhle objavila 4. júla 1054 a svietila tak intenzívne, že ju bolo 23 dní vidno aj cez deň. „Niekoľko týždňov,“ uvádza astronóm Robert Burnham, „hviezda vyžarovala svetlo zodpovedajúce svetlu 400 miliónov sĺnk.“ Astronómovia nazývajú takúto veľkolepú hviezdnu samovraždu supernova. I teraz, takmer tisíc rokov po pozorovaní, ešte stále letia vesmírom „črepiny“ z tohto výbuchu rýchlosťou približne 80 miliónov kilometrov za deň.
Hubblov vesmírny teleskop bol použitý aj na prácu v tejto oblasti a poskytol hlboký pohľad dovnútra hmloviny, pričom boli objavené „v Krabej hmlovine detaily, ktoré astronómovia nikdy neočakávali“, píše časopis Astronomy. Astronóm Paul Scowen povedal, že nad týmito objavmi „si budú teoretickí astronómovia zrejme lámať hlavu ešte roky“.
Astronómovia, ako napríklad Robert Kirshner z Harvardu, sú presvedčení, že je dôležité porozumieť zvyškom supernovy, ako je Krabia hmlovina, pretože pomocou nich možno zmerať vzdialenosť k iným galaxiám, čo je v súčasnosti oblasť intenzívneho výskumu. Ako sme už videli, rozdiely v názoroch na vzdialenosti k iným galaxiám vyvolali v nedávnej minulosti živú debatu o teórii big bangu, ktorá vysvetľuje vznik vesmíru.
Na severnej pologuli v západnej časti januárovej oblohy je za súhvezdím Taurus slabo viditeľná žiara v súhvezdí Androméda. Ide o galaxiu Androméda, najvzdialenejší objekt viditeľný voľným okom. Zázraky súhvezdia Orión a Taurus ležia relatívne blízko nás — vo vzdialenosti niekoľko tisíc svetelných rokov. No to, čo vidíme teraz, je obrovská špirála hviezd, vzdialená približne dva milióny svetelných rokov a veľmi podobná našej Galaxii, Mliečnej ceste, ibaže je väčšia — jej okraje sú od seba vzdialené 180 000 svetelných rokov. Pri pohľade na túto jemnú žiaru Andromédy vaše oko vníma svetlo, ktoré má pravdepodobne viac ako 2 milióny rokov!
Margaret Gellerová a ďalší sa v nedávnych rokoch podujali uskutočniť náročný program trojrozmerného mapovania všetkých okolitých galaxií. Výsledky tohto projektu postavili teóriu big bangu pred vážne otázky. Vesmírni kartografi totiž namiesto rovnomerne rozložených galaxií do všetkých smerov objavili „tapisériu galaxií“ usporiadaných do štruktúr s rozpätím miliónov svetelných rokov. „Ako mohla byť utkaná táto tapiséria z približne rovnorodej hmoty novozrodeného vesmíru, je jednou z najpálčivejších otázok kozmológie,“ konštatuje nedávna správa uverejnená v uznávanom časopise Science.
Začali sme tento večer pohľadom na januárovú nočnú oblohu a čoskoro sme objavili nielen krásu, nad ktorou sa zatajuje dych, ale narazili sme aj na otázky dotýkajúce sa samotnej povahy a pôvodu vesmíru. Ako sa to všetko začalo? Ako dosiahol vesmír svoj súčasný stupeň zložitosti? Čo sa stane s nebeskými zázrakmi, ktoré nás obklopujú? Dokáže nám to niekto povedať? Pozrime sa.
[Rámček na strane 8]
Odkiaľ vedia, ako je to ďaleko?
Keď astronómovia tvrdia, že galaxia Androméda je od nás vzdialená dva milióny svetelných rokov, poskytujú nám dobre podložený odhad. Nepodarilo sa objaviť spôsob, ako by sa takéto obrovské vzdialenosti dali merať priamo. Vzdialenosti najbližších hviezd, ktoré sú bližšie ako približne 200 svetelných rokov, možno merať priamo pomocou hviezdnej paralaxy, ktorá je založená na jednoduchej trigonometrii. Túto metódu však možno používať iba pri hviezdach, ktoré sú tak blízko Zeme, že v dôsledku pohybu Zeme okolo Slnka vykonávajú na oblohe zdanlivý nepatrný pohyb. Väčšina hviezd a všetky galaxie sú oveľa ďalej. Takéto vzdialenosti sa určujú odhadom. Dokonca aj vzdialenosti hviezd, ktoré sú, obrazne povedané, za rohom, ako napríklad hviezda Betelgeuze v súhvezdí Orión, musia byť určené odhadom, pričom odhady vzdialenosti tejto hviezdy siahajú od 300 do vyše 1000 svetelných rokov. Nemalo by nás teda prekvapovať, keď zistíme, že astronómovia sa rozchádzajú v odhadoch galaktických vzdialeností, ktoré sú miliónkrát väčšie.
[Rámček na strane 8]
Supernovy, pulzary a čierne diery
Uprostred Krabej hmloviny leží jeden z najzvláštnejších objektov doteraz známeho vesmíru. Vedci tvrdia, že ide o malý pozostatok vyhasnutej hviezdy stlačený do neuveriteľnej hustoty, ktorý sa v hrobe otáča okolo svojej osi 30-krát za sekundu a vysiela rádiové vlny, ktoré boli na Zemi prvýkrát zaznamenané v roku 1968. Nazýva sa pulzar a je opísaný ako rotujúci pozostatok supernovy, ktorý bol natoľko stlačený, že v atómoch pôvodnej hviezdy boli elektróny vtlačené k protónom a produkovali neutróny. Vedci tvrdia, že pôvodne to bolo mohutné jadro hviezdy nadobra, ako je Betelgeuze alebo Rigel v súhvezdí Orión. Po výbuchu hviezdy a po tom, čo boli vonkajšie vrstvy vytlačené do vesmíru, zostalo scvrknuté jadro, dobiela rozžeravená troska, v ktorej už dávno zhasol jadrový oheň.
Predstavte si, že by sme zobrali hviezdu, ktorá je taká mohutná ako dve naše Slnká, a stlačili ju do gule s priemerom 15 až 20 kilometrov! Predstavte si, že by sme zobrali planétu Zem a stlačili ju na guľu s priemerom 120 metrov. Jeden kubický centimeter takejto hmoty by mal hmotnosť viac ako miliardu ton.
Zdá sa však, že ani to nie je medza stlačenia hmoty. Keby sme celú Zem stlačili do veľkosti guľky do ručnej strelnej zbrane, gravitačné pole Zeme by zosilnelo natoľko, že by z neho nemohlo uniknúť ani svetlo. Naša drobná Zem by vtedy zdanlivo zmizla v niečom, čo sa nazýva čierna diera. Hoci väčšina astronómov verí v existenciu čiernych dier, neboli doposiaľ dokázané a ich výskyt sa nezdá taký častý, ako sa predpokladalo pred niekoľkými rokmi.
[Rámček na strane 10]
Sú tie farby skutočné?
Ľudia, ktorí pozorujú oblohu pomocou amatérskych ďalekohľadov, často prežívajú pocity sklamania, keď prvýkrát uzrú niektorú zo známych galaxií alebo hmlovín. Kde sú tie krásne farby, ktoré videli na fotografiách? „Farby galaxií nemožno priamo pozorovať ľudským okom, dokonca ani cez najväčšie teleskopy, ktoré v súčasnosti existujú,“ poznamenal astronóm a vedecký spisovateľ Timothy Ferris, „pretože ich svetlo je príliš slabé na to, aby stimulovalo receptory farieb na sietnici.“ To viedlo niektorých k záveru, že nádherné farby, ktoré vidno na astronomických fotografiách, nie sú skutočné, ale že boli nejako pridané v priebehu výroby fotografie. To však nie je pravda. „Farby sú naozaj skutočné,“ píše Ferris, „a astronómovia sa snažia, aby fotografie odrážali skutočnosť čo najpresnejšie.“
V knihe Galaxies Ferris vysvetľuje, že fotografie týchto vzdialených objektov svietiacich matným svetlom, ako sú galaxie alebo väčšina hmlovín, „sú získané dlhou expozíciou fotoplatne cez teleskop nasmerovaný na niektorú galaxiu, pričom svetlo hviezd pôsobí na fotografickú emulziu až niekoľko hodín, kým nie je absorbované v dostatočnej miere“. Počas expozície hnací mechanizmus kompenzuje otáčanie Zeme a udržiava teleskop nasmerovaný na galaxiu, pričom astronóm, alebo v niektorých prípadoch automatický navádzací systém, robí drobné korekcie.
[Nákres/obrázky na strane 7]
(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)
1 Súhvezdie Orión, pohľad na januárovú nočnú oblohu, známy na celom svete
2 Veľká hmlovina v Orióne, úchvatný pohľad na rozmazanú „hviezdu“
3 Nachádza sa hlboko vo Veľkej hmlovine v Orióne kozmická pôrodnica?
[Pramene ilustrácií]
č. 2: Astro Photo - Oakview, CA
č. 3: C. R. O‘Dell/Rice University/NASA photo
[Obrázok na strane 9]
Galaxia Androméda, najvzdialenejší objekt viditeľný voľným okom. Rýchlosť jej rotácie je zdanlivo v rozpore s Newtonovým gravitačným zákonom a vyvoláva otázku o tmavej hmote neviditeľnej pomocou ďalekohľadov
[Prameň ilustrácie]
Astro Photo - Oakview, CA
[Obrázok na strane 9]
Krabia hmlovina v súhvezdí Taurus — hviezdne pohrebisko?
[Prameň ilustrácie]
Bill and Sally Fletcher
[Obrázky na strane 10]
Hore: Galaxia Cartwheel. Zrazila sa s ňou menšia galaxia, ktorá cez ňu preletela a nechala v závese modrý prstenec zložený z miliárd novoutvorených hviezd, ktoré galaxiu Cartwheel obklopujú
[Prameň ilustrácie]
Kirk Borne (ST Scl), and NASA
Dole: Hmlovina Mačacie oko. Efekt vzájomne obiehajúcich dvoch hviezd je najjednoduchším vysvetlením jej zložitej štruktúry
[Prameň ilustrácie]
J. P. Harrington and K. J. Borkowski (University of Maryland), and NASA