Zvětšit obrázek

Pozůstatek supernovy Cas A na obrázku poskládaném ze snímků orbitálních teleskopů Hubble, Spitzer a Chandra … Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Asi pro nikoho není úplně snadné si představit explozi supernovy, natož pak prapodivné objekty, které po takovém šíleném výbuchu zbudou. Naše pozemská zkušenosti, na kterou jsou naše mozky nastaveny, se přeci jenom s takovými věcmi obvykle nesetkává. Nicméně, ani přemýšlení o supernovách nemusí nezbytně vést ke smutné slaboduchosti, k přestupu na nějakou chlácholící víru nebo k snad k zahazování oblečení a běhání po lesích s větví za uchem. Ne, že by to nemohlo být skvělé a uvolňující, ale pořád ještě zbývá možnost být fascinován a zkusit se o to zajímat dál.

Zvětšit obrázek

Svůdná krása Cas A očima Hubbleho teleskopu. Kredit: NASA, ESA & Hubble Heritage.

Výbornou příležitostí k fascinaci je Cas A. Cassiopeia A ze souhvězdí Kasiopeji - kde se nachází zdánlivě těsně vedle otevřené hvězdokupy M52 - je po Slunci nejsilnější zdroj rádiového záření, což vědci zjistili už v roce 1947. Postupně dospěli k názoru, že jde o pozůstatek výbuchu supernovy, k němuž došlo ve vzdálenosti pouhých 11 tisíc světelných let. Orbitální rentgenová observatoř Chandra v roce 1999 zjistila, že Cas A je vlastně maličký horký objekt, nejspíš poněkud zvláštní neutronová hvězda, která až doteď zůstávala obestřená tlustým závojem tajemství. Mimo jiné proto, že nebliká ve stylu slušně vychovaných neutronových hvězd - nechová jako pulzar ani v rentgenové, ani v rádiové oblasti.

Odborníci odhadují, že Cas A je vlastně bývalý červený veleobr, jakým jsou například známé hvězdy Antares ze souhvězdí Štíra nebo Betelgeuse z Orionu, který explodoval jako supernova zajímavého typu IIb a to před pouhými 300 lety. V historických záznamech o tom, až na jednu výjimku, není ani slovo, což způsobil nejspíš mezihvězdný prach zaclánějící mezi námi a Cas A nebo zvláštně skromný průběh exploze, což se prý nedá úplně vyloučit. Onou možnou výjimkou je John Flamsteed, první anglický královský astronom a zakladatel slavné hvězdárny v Greenwich, který 16. srpna 1680 zaznamenal hvězdu 3 Cassiopeiae o hvězdné velikosti 6. magnitudy, což je na hranici pozorovatelnosti pouhým okem. Dnes v tom místě nic takového není, ale jen těsně vedle je právě Cas A, což vede většinu astronomů k domněnce, že Flamsteed jako jediný astronom na světě zachytil supernovu Cas A.

Právě záhadnému dítěti supernovy Cas A se nedávno podívali na zoubek Wynn Ho z britské University of Southampton a Craig Heinke z University of Alberta v kanadském Edmontonu. Badatelé důkladně analyzovali dostupná data, včetně údajů z Chandry a vše pak prohnali důvtipnými teoretickými modely.

Zvětšit obrázek

Červený veleobr Betelgeuse jako model bývalé hvězdy Cas A. Kredit: Mr. Barlow’s Blog.

Nakonec se jim podle všeho povedlo vyřešit jednu velkou záhadu Cas A. Podle jejich výsledků je Cas A neutrová hvězda, kterou obaluje tenoučká slupka z uhlíku. Proto Cas A vyzařuje rentgenové a rádiové záření rovnoměrně z celého svého povrchu, i když se nejspíš, stejně jako jiné neutronové hvězdy, točí zběsilou rychlostí jako šílená kosmická káča.

Zvětšit obrázek

Oficiální rentgenová fotografie Cas A od Chandry z roku 1999. Uprostřed je neutronová hvězda, patrná jako jasný bodový zdroj. Kredit: NASA, Chandra.

Pokud by to někomu přišlo vcelku normální a uvěřitelné, pak je dobré mít na paměti, že průměr neutronové hvězdy bývá kolem 10 až 20 kilometrů a do této velikosti je namačkána hmota několika Sluncí. Objevená uhlíková slupka, či podle některých komentářů „atmosféra“, by proto měla mít asi jen 10 centimetrů, přičemž na ní působí gravitace mnoho miliardkrát silnější, než ta pozemská. Asi není třeba příliš zdůrazňovat, že takovou formu uhlíku asi na Zemi jen tak nepotkáme. Uhlík v této skupce přitom pochází nejspíš jak z materiálu vyvrženého při výbuchu supernovy, tak i z jaderných reakcí, k nimž došlo přímo na nesmírně horkém povrchu Cas A. Je to vlastně docela roztomilé, protože pokud jde o velikost, tak jsou neutronové hvězdy jedněmi z mála vesmírných objektů, které se svojí velikostí vcelku srovnají s naší představivostí. O dalších vlastnostech neutronových hvězd se to ale pochopitelně moc říct nedá.

Cas A je pro nás unikátní možností pozorovat právě zrozenou a zvolna chladnoucí neutronovou hvězdu. Rozpínající se zbytky této supernovy mají v této době – čili vlastně před 11 tisíci lety – teplotu kolem 30 megakelvinů, což je prakticky stejné jako 30 000 000 stupňů Celsia a letí prostorem rychlostí asi 4,5 miliónů metrů za sekundu, čili přes 1 procento rychlosti světla. Zatím to vypadá, že neutronová hvězda Cas A má jenom relativně slabé magnetické pole. Je otázkou, jestli se Cas A časem nerozbliká jako pořádný pulzar nebo jestli zůstane po celou svoji další existenci rovnoměrně svítící rádiovou a rentgenovou žárovkou se směšným magnetickým polem.

Zvětšit obrázek

Rozjede se někdy Cas A jako pulzar? Kredit: NASA.

Třeba je uhlíková žárovka běžným embryonálním stádiem života neutronových hvězd. Zjistí to ale bohužel až budoucí generace astronomů, zvlášť pokud časem nenajdeme další přechodné typy mladých neutronových hvězd.

Prameny:

ScienceDaily 5.11. 2009

Wikipedia (Supernova, Cassiopeia A).