Co se stane, až Betelgeuse exploduje?
Souhvězdí Orionu spolu s velkým komplexem molekulárních mračen a včetně jeho nejjasnějších… hvězd. Betelgeuse, blízký, jasný červený veleobr (a kandidát na supernovu), je vlevo dole.
Rogelio Bernal Andreo
Každé hvězdě jednou dojde palivo v jádře, čímž skončí její působení jako přirozeného zdroje jaderné fúze ve vesmíru. Zatímco hvězdy, jako je naše Slunce, budou slučovat vodík na helium a poté – při bobtnání do podoby červeného obra – helium na uhlík, existují i jiné, hmotnější hvězdy, které mohou dosáhnout dostatečně vysokých teplot k dalšímu slučování uhlíku na ještě těžší prvky. Za těchto intenzivních podmínek se hvězda zvětší na červeného veleobra a zhruba po 100 000 letech se stane supernovou. A nejjasnější červený veleobr na celé naší noční obloze? To je Betelgeuze, která — jak fantasticky vysvětlila Jillian Scudderová v roce 2015 — může kdykoli vybuchnout jako supernova.
Barevně-magnitudový diagram pozoruhodných hvězd. Nejjasnější červený veleobr Betelgeuze je zobrazen… vpravo nahoře.
Evropská jižní observatoř
Pravdu řečeno, ve vzdálenosti 640 světelných let od nás mohla kdykoli od 14. století vybuchnout supernova, a stejně bychom to nevěděli. Betelgeuze je jednou z deseti nejjasnějších hvězd na obloze ve viditelném světle, ale pouze 13 % jejího energetického výkonu je detekovatelných lidským zrakem. Kdybychom mohli vidět celé elektromagnetické spektrum – včetně infračerveného záření – Betelgeuze by z našeho pohledu zastínila všechny ostatní hvězdy ve vesmíru kromě našeho Slunce.
Tři z hlavních hvězd v Orionu – Betelgeuze, Meissa a Bellatrix – odhalené v… infračerveném záření. V infračerveném světle je Betelgeuze (vlevo dole) nejjasnější hvězdou noční oblohy.
NASA / WISE
Jedná se o vůbec první hvězdu, kterou se podařilo rozlišit jako více než bodový zdroj. Je 900krát větší než naše Slunce, takže kdyby nahradila naši mateřskou hvězdu, pohltila by Merkur, Venuši, Zemi, Mars a dokonce i pás asteroidů. Je to pulzující hvězda, takže její průměr se s časem mění.
Tento umělecký dojem ukazuje superobří hvězdu Betelgeuze, jak byla odhalena díky různým… nejmodernějším technikám na dalekohledu ESO Very Large Telescope (VLT), které umožnily dvěma nezávislým týmům astronomů získat dosud nejostřejší pohled na superobří hvězdu Betelgeuze. Ukazují, že hvězda má rozsáhlý chuchvalec plynu velký téměř jako naše Sluneční soustava a na jejím povrchu vře gigantická bublina.
ESO/L. Calçada
Kromě toho neustále ztrácí hmotu, protože intenzivní termojaderné reakce začínají vytlačovat nejsvrchnější, slabě držené vrstvy. Přímá rádiová pozorování mohou tuto odfouknutou hmotu skutečně detekovat a zjistila, že sahá až za ekvivalent dráhy Neptunu.
Mlhovina z odfouknuté hmoty vytvořená kolem Betelgeuze, která je kvůli měřítku zobrazena ve vnitřním… červeném kolečku. Tato struktura, připomínající plameny vycházející z hvězdy, vzniká proto, že behemot vyvrhuje svůj materiál do vesmíru.
ESO/P. Kervella
Při studiu noční oblohy však studujeme minulost. Víme, že Betelgeuse, jejíž hmotnost se neurčitě pohybuje mezi dvanáctinásobkem a dvacetinásobkem hmotnosti našeho Slunce, nebyla nikdy určena k příliš dlouhému životu: možná jen kolem 10 milionů let. Čím je hvězda hmotnější, tím rychleji spaluje své palivo, a Betelgeuse tak hoří velmi, velmi jasně: asi 100 000krát větší svítivostí než naše Slunce. V současné době se nachází v závěrečné fázi svého života – jako červený veleobr -, což znamená, že až se v nejvnitřnějším jádru začne tavit křemík a síra na železo, nikl a kobalt, samotné hvězdě budou zbývat už jen minuty.
Anatomie velmi hmotné hvězdy v průběhu jejího života, který vyvrcholí supernovou typu II.
Nicole Rager Fuller pro NSF
V těchto posledních okamžicích bude jádro neuvěřitelně horké, avšak železo, nikl a kobalt se nebudou moci slučovat na nic těžšího. Je to energeticky nevýhodné, a tak v nejvnitřnějších oblastech nevznikne žádné nové záření. Přesto je stále ve hře gravitace, která se snaží přitáhnout jádro hvězdy k sobě. Bez jaderné fúze, která by ho udržela, nemá jádro jinou možnost a začne implodovat. Smršťování způsobí, že se zahřeje, zhoustne a dosáhne tlaku, jaký nikdy předtím nezažilo. A jakmile dojde k překročení kritického uzlu, stane se to: atomová jádra v jádře hvězdy začnou naráz s bleskovou termojadernou reakcí.
Tímto způsobem vzniká supernova II. typu: zhroucení jádra ultramasivní hvězdy. Po krátkém počátečním záblesku se Betelgeuse během několika týdnů nesmírně zjasní a dosáhne maximální jasnosti, která bude ze své podstaty miliardkrát jasnější než Slunce. Na maximální jasnosti zůstane po celé měsíce, protože radioaktivní kobalt a rozpínající se plyny způsobí nepřetržité jasné vyzařování světla.
V době maximální jasnosti může supernova zářit téměř stejně jasně jako ostatní hvězdy v galaxii… dohromady. Tento snímek z roku 1994 ukazuje typický příklad supernovy s rozpadem jádra vzhledem k hostitelské galaxii.
NASA/ESA, The Hubble Key Project Team and The High-Z Supernova Search Team
Supernovy se v naší Mléčné dráze vyskytly již v minulosti: mimo jiné v letech 1604, 1572, 1054 a 1006, přičemž řada z nich byla tak jasná, že byla viditelná během dne. Žádná z nich však nebyla tak blízko jako Betelgeuze.
Ve vzdálenosti pouhých 600 či více světelných let bude Betelgeuze mnohem blíže než jakákoli supernova, kterou kdy lidstvo zaznamenalo. Naštěstí je stále dostatečně daleko, aby pro nás nepředstavovala žádné nebezpečí. Magnetické pole naší planety snadno odkloní všechny energetické částice, které se k nám náhodou dostanou, a je dostatečně vzdálená, takže vysokoenergetické záření, které k nám dorazí, bude mít tak nízkou hustotu, že na vás bude mít menší vliv než banán, který jste si dali k snídani. Ale ach, bude se někdy zdát jasná.
Souhvězdí Orion, jak by vypadalo, kdyby Betelgeuse ve velmi blízké budoucnosti vybuchla jako supernova. Tato… hvězda by zářila téměř stejně jasně jako Měsíc v úplňku.
Uživatel Wikimedia Commons: HeNRyKus / Celestia
Nejenže bude Betelgeuse viditelná během dne, ale bude soupeřit s Měsícem o druhý nejjasnější objekt na obloze. Podle některých modelů bude Betelgeuse „pouze“ stejně jasná jako tlustý srpek Měsíce, zatímco podle jiných bude soupeřit s celým Měsícem v úplňku. Pravděpodobně bude nejjasnějším objektem noční oblohy po dobu delší než rok, dokud nakonec nezmizí do slabšího stavu.
Ultramasivní hvězda Wolf-Rayet 124, zobrazená s okolní mlhovinou, je jednou z tisíců… Hvězd Mléčné dráhy, které by mohly být další supernovou naší galaxie. Betelgeuse je pouze nejbližším známým potenciálním kandidátem.
Hubble Legacy Archive / A. Moffat / Judy Schmidy
Naneštěstí na klíčovou otázku „kdy“ neznáme odpověď; tisíce dalších hvězd v Mléčné dráze se mohou stát supernovou dříve než Betelgeuse. Dokud nevyvineme ultravýkonný neutrinový teleskop, který by měřil energetické spektrum neutrin generovaných hvězdou, jako je Betelgeuze, vzdálenou stovky světelných let (a tedy i to, které prvky se v ní slučují), nebudeme vědět, jak blízko je ke vzniku supernovy. Mohla už explodovat a světlo z kataklyzmatu už je na cestě k nám… anebo se ještě sto tisíc let nebude lišit od toho, jak vypadá dnes.