Kdy se objeví další supernova v naší galaxii?

Vědci mají k dispozici nové nástroje pro detekci a studium dramatického výbuchu hvězdy

Představte si, že jste astronomem na počátku 17. století. Dalekohled ještě nebyl vynalezen, takže noční oblohu skenujete pouze pouhým okem. Pak jednoho dne uvidíte pozoruhodný jev: Objeví se nová jasná hvězda a na několik příštích týdnů zastíní dokonce i planetu Venuši. Její světlo je tak jasné, že je vidět i za bílého dne. Na obloze setrvává mnoho měsíců, postupem času zhasíná. Takto popisuje chování supernovy magazín Smithsonian.

A přesně „to“ viděl německý astronom Johannes Kepler v roce 1604. Viděli to i pozorovatelé oblohy jinde v Evropě, na Středním východě a v Asii. Nyní víme, že to ve skutečnosti nebyla nová hvězda, ale spíše výbuch supernovy. Obrovský výbuch, ke kterému dojde, když určité hvězdy dosáhnou konce svého života.

Událost z roku 1604 byla poslední, kdy se v naší galaxii Mléčné dráhy objevila supernova. Nebo alespoň poslední, o které je známo, že byla pozorována. Je možné, že se mezitím vyskytly další blízké supernovy, pravděpodobně byly zakryté plynem a prachem. Astronomové si také mohou prohlédnout pozůstatky dávných supernov, jako je krabí mlhovina, jejíž světlo poprvé dosáhlo Země v roce 1054. Další nejlepší věcí po Keplerově supernově v posledních letech byla supernova pozorovaná ve Velkém Magellanově mračnu, malé doprovodné galaxii. Mléčné dráhy, označené v roce 1987 jako1987A. Astronomové také zaznamenali mnoho supernov v jiných galaxiích. Tyto jsou viditelné teleskopem, ale pozorovatelé oblohy by je v době Keplera zcela minuli.

Bylo to dlouhé čekání – 418 let od doby, kdy jsme viděli explodovat hvězdu v naší galaxii. Takže máme zpoždění, abychom zahlédli jasnou blízkou supernovu?

Astronomové odhadují, že v průměru každé století by v naší galaxii měla explodovat jedna až tři hvězdy. Mezera čtyř století je tedy o něco více, než by se dalo čekat. „Statisticky nelze říci, že jsme po splatnosti, ale neformálně všichni říkáme, že jsme po splatnosti,“ říká Fields.

Dnešní astronomové jsou mnohem lépe připraveni na příští supernovu, než byl Kepler, nebo než by byl kdokoli před několika desítkami let. Dnešní vědci jsou vybaveni dalekohledy, které zaznamenávají viditelné světlo. Tyto přístroje ukážou, jak by vypadala supernova, kdybychom k ní mohli letět a podívat se na ni zblízka na vlastní oči. Ale máme také dalekohledy, které dokážou zaznamenat infračervené světlo – světlo, jehož barvy leží za červeným koncem viditelného spektra. Díky delším vlnovým délkám může infračervené světlo procházet plynem a prachem snadněji než viditelné světlo a odhaluje cíle, které tradičními dalekohledy vidět nelze. Například vesmírný dalekohled Jamese Webba nahrává primárně v infračerveném pásmu. Viditelné i infračervené světlo je součástí „elektromagnetického spektra“, ale supernovy také vyzařují jiný druh záření ve formě subatomárních částic zvaných neutrina, a dnes máme detektory, které je také zachytí. Astronomové nyní mají také detektory, které dokážou zaznamenat jemné vlnění ve struktuře časoprostoru známé jako gravitační vlny, o nichž se také předpokládá, že je uvolňují explodující hvězdy.

„Skutečným očekáváním nyní je, že budeme mít trifectu – elektromagnetické vlny, gravitační vlny a neutrina – z exploze supernovy,“ říká Ray Jayawardhana, astronom z Cornell University. „Byl by to neuvěřitelně bohatý zdroj informací a postřehů.“

Vědci popsali dva odlišné typy supernov. V supernově typu I, bílý trpaslík, strhává materiál z doprovodné hvězdy, dokud nevzplane uniklá jaderná reakce. Bílý trpaslík je roztrhán na kusy a trosky se řítí vesmírem. Keplerova supernova byla typu I. V supernově typu II, někdy nazývané supernova s ​​kolapsem jádra, hvězda vyčerpá své zásoby jaderného paliva a zhroutí se vlastní gravitací, kolaps pak „odskočí“ a spustí explozi.

Oba typy supernov mohou být tak jasné, že nakrátko rozzáří celou galaxii. Supernovy typu II, jsou však obzvláště zajímavé, protože uvolňují nejen světlo, ale také obrovské množství neutrin. Ve skutečnosti může emise neutrin začít o něco dříve než samotná exploze, vysvětluje Kate Scholbergová, astronomka z Duke University.

„Pokud je hvězda dostatečně blízko, ve skutečnosti bychom mohli být schopni pozorovat některá z těchto raných neutrin před supernovou, než skutečně dojde ke kolapsu jádra,“ říká Scholbergová. Pokud by se například obří rudá hvězda Betelgeuse stala supernovou, detektory neutrin by pravděpodobně zachytily signál hodiny nebo dokonce dny předtím, než by se samotná exploze stala viditelnou, říká. Jasnost Betelgeuze v posledních letech kolísala a někteří astronomové tvrdili, že to bylo na pokraji výbuchu, ale novější studie naznačují, že stmívání bylo způsobeno buď mračny prachu nebo aktivitou slunečních skvrn na povrchu hvězdy. Očekává se, že obří hvězda vybuchne někdy během příštích 100 000 let.

Pokud neutrina z galaktické supernovy dosáhnou Země, astronomové obdrží automatické varování odeslané řadou neutrinových detektorů známých jako Supernova Early Warning System neboli SNEWS. Scholberg pomohl vyvinout první verzi SNEWS na počátku 21. století. Dnes astronomové vylepšují „SNEWS 2.0“, který bude sloužit stejné funkci jako jeho předchůdce, ale s vylepšenou triangulační schopností. Síť bude používat data ze sedmi různých detektorů – umístěných v šesti různých zemích plus Antarktidě – k určení přibližného směru supernovy v obloha, aby se optické přístroje mohly podívat blíže.

Zdroj: Smithsonian