Nové záludné otázky z astronomie

/ 31.07.2021 /

Co to jsou záludné otázky? Jsou to sofistikované otázky, na které ten, kdo otázku klade zná odpověď a snaží se tázaného přimět k hlubšímu zamyšlení nad určitým problémem, případně ukázat, že to, co člověka napadne na první dobrou, nemusí být vždy úplně dobře. Nejpovolanější osobou k zodpovídání záludných otázek z astronomie je prof. RNDr. Zdeněk Mikulášek, CSc., který s humorem sobě vlastním dokáže poodhalit tajemství přírody nad našimi hlavami a strhnout zájemce o královnu věd.

Obecně platí, že položit správnou otázku je těžší než na ni odpovídat. Prof. Zdeněk Mikulášek je spoluautorem několika publikací, ve kterých odpověděl již na několik set záludných otázek a na obzoru je další knížka s další stovkou záludných otázek. Víte například, co uvidíte, když se podíváte na Měsíc přes nos? Ale vraťme se k naší přednášce, kde jsme si odpověděli na jiné tři záludné otázky.

První záludná otázka, na kterou ve Ždánicích prof. Zdeněk Milukášek odpověděl je zdánlivý paradox – proč je nejtepleji, je-li Slunce plné chladných skvrn? Slunce jen zřídkakdy bývá zcela beze skvrn. V době maxima sluneční aktivity bývá ve fotosféře Slunce skvrn docela hodně. Normální teplota v zářivé fotosféře je asi 6000 °C, ve skvrně však teplota klesne asi na 4500 °C. I když se jeví tmavé, skvrny svítí, avšak samozřejmě méně než okolní fotosféra. Kdybychom sluneční skvrnu vyloupli ze Slunce a umístili na noční oblohu, zářila by jako velmi jasná hvězda a dokonce by osvětlovala krajinu jako Měsíc v úplňku! Historicky byly pozorovány dlouhodobé výpadky sluneční aktivity, kdy na Slunci skvrny prakticky úplně vymizely a kdy se selskému rozumu navzdory celosvětově ochladilo! Západoevropské řeky tehdy běžně na několik měsíců zamrzaly a přišla malá doba ledová. V době minima aktivity bylo totiž na Zeměkouli globálně více oblačnosti, která díky své bílé barvě efektivně odráží světlo zpět do vesmíru. Ukazuje se, že tvorba oblaků je kriticky závislá na částicích kosmického záření. Při průchodu atmosférou vytváří tyto částice kondenzační jádra vedoucí ke vzniku oblačnosti. Zajímavé je, že když je skvrn málo je hodně částic kosmického záření a naopak. Sluneční skvrny samy o sobě samozřejmě tvorbu oblaků nesnižují, jsou však projevem aktivity Slunce, při které vzniká zvýšené množství slunečního větru. Ten se projevuje jednak v podobě překrásných polárních září, ale současně funguje jako „zrcadlo“, které nepouští částice kosmického záření ze vzdálených vesmírných objektů do vnitřních částí sluneční soustavy. A tím pádem vysoká sluneční aktivita vede v celoplanetárním měřítku k menší oblačnosti a naopak.

Druhá záludná otázka zněla – jsou hnědí trpaslíci skutečně hnědí? Pomineme trpaslíky z pohádky o Sněhurce, kteří mají na sobě mají vždy něco hnědého, jsou astronomičtí hnědí trpaslíci „podměrečné“ hvězdy s hmotnostmi 30 až 80 krát větší než planeta Jupiter, avšak o velikosti Saturnu! Mají tedy malý povrch, ale velmi vysokou hustotu. Svítí velice málo a to především v infračerveném oboru. Hnědí trpaslíci jsou hvězdy, tzn. že v jejich nitru probíhají termonukleární reakce. Avšak jiné než na Slunci. Na Slunci se prostřednictvím proton-protonového řetězce mění vodík na helium, ale na tento typ reakce, která dokáže zásobovat hvězdu energií po miliardy let, nemají hnědí trpaslíci dostatečnou hmotnost. Hnědí trpaslíci svítí tak málo, že je neobyčejně složité je najít. Až do roku 1995 se jednalo o čistě hypotetické hvězdy. Povrchová teplota kolem dvou tisíc stupňů odpovídá podžhavené žárovce. Na první pohled bychom tedy řekli, že by měly mít „teplou bílou“ barvu, ale kupodivu ve viditelném světle nesvítí téměř vůbec, v infračerveném více, ale překvapivě svítí docela intenzivně v rentgenovém oboru! Jak je to možné když mají nízkou teplotu? Hnědí trpaslíci totiž nejsou žárovky, ale jedny z vůbec nejdivočejších hvězd. V jejich rozbouřených atmosférách prší rozžhavené kapičky železa… A v jejich spektrech se navíc vyskytují nápadné čáry tzv. sodíkového dubletu ve žluté oblasti. Když ze spektra odečteme žlutou barvu vznikne směs červené a modré, čili tzv. magenta. A právě tato barva, známá z tonerů do tiskáren, je skutečnou barvou hnědého trpaslíka.

Na závěr nám prof. Mikulášek prozradil, kolik nov má jedna kilonova. Nova je obecně typ proměnné hvězdy. Nejnápadnější jsou tzv. supernovy, které umí příroda připravit na pět, nebo šest způsobů. Nejdramatičtějším typem supernovy je splynutí dvou neutronových hvězd, neutronové hvězdy a černé díry, nebo dvou černých děr, což jsou smutné konce života hvězd, které podlehly gravitačnímu kolapsu. Těsně před splynutím dochází vždy k výraznému vzniku gravitačních vln, které rozkmitají časoprostor. V současnosti lze našimi detektory zachytit tento efekt na neuvěřitelnou vzdálenost řádově stovek miliónů světelných let! Výsledkem takovýchto srážek je vždy černá díra. Ale pro nás nejzajímavější je případ, když se v černou díru hroutí dvě neutronové hvězdy. V posledních zlomcích sekundy před jejich splynutím se z nich uvolní obrovské množství neutronů, které jsou zvlášť náchylné k utváření jader těžkých prvků. Stříbro, zlato, olovo, platina, iridium, uran a další prvky vznikly právě při srážkách neutronových hvězd! Nově vzniklá jádra jsou vesměs radioaktivní, což vede k sekundárnímu záblesku. Potom se smísí s molekulovými oblaky a připraví tak materiál pro nové generace hvězd, které jsou však již obohacené o těžší prvky. Právě z takového materiálu vzniklo kdysi i naše Slunce. Díky srážkám neutronových hvězd mají navíc dnes práci naši zlatníci i zaměstnanci jaderných elektráren. Výbuchu, který vzniká splynutím neutronových hvězd se říká kilonova. První kilonova byla zaznamenána detektory gravitačních vln 17. srpna 2017 a dokonce se podařilo najít i optický protějšek v galaxii NGC 4993 v souhvězdí Hydry, vzdálené 130 milionů světelných let. Mohutnost světelného efektu byla skutečně asi tisíc klasických nov, takže název kilonova sedí. Teoreticky předpovězené kilonovy tedy opravdu existují a po určitou dobu září prakticky jako celé galaxie.

Přednáška prof. Zdeňka Milukáška byla v našem planetáriu doplněna o kosmický výlet ke Slunci i návštěvu jednoho vzdáleného hněděho trpaslíka. Návštěvu černé díry jsme si nechali na příští přednášku.

Prof. RNDr. Zdeněk Mikulášek, CSc. je veliký příznivec ždánické hvězdárny a my mu moc děkujeme za skvělou přednášku.