Záhada zhasínající hvězdy

Betelgeuze se chová podivně, zatím doslova nevysvětlitelně. Událost, jež rozrušila astronomické kruhy v první polovině tohoto roku, se dá nejlépe popsat jako detektivní pátrání.

Leden 2020

Amelia, Blanka, Carlos a David, čtyři astronomové na observatoři daleko od civilizace, se sešli na půlnoční svačince. Bylo zataženo, a tak nespěchali ke svým obrazovkám a řídicím pultům a diskutovali o astronomických problémech.

Amelia se zahleděla na knihovničku s únikovou literaturou pro případ deště, sněhu či vichřice a pronesla: „Jsem asi nesnesitelně romantická, ale za nejlepší způsob luštění problému považuji Úterní klub. Však víte. Přátelé se sejdou, popíjejí whisky, vyslechnou záhadu a pak ji rozluští.“

„Jó, jak to vždycky všechno nakonec uhodne slečna Marplová. Tu tady nemáme, ale dneska je shodou okolností úterý. Je noc a popíjíme čaj. Takže už zbývá jenom záhada,“ chytila se tématu Blanka.

„Já bych věděl,“ řekl rychle Carlos. „Nazvu ji Záhada zhasínající hvězdy a začnu od samého začátku. Hvězda Betelgeuze je jedna z nejjasnějších hvězd na obloze. Patří k souhvězdí Orion, které je nejenom velice krásné, ale také velmi nápadné (obr. 1). Načervenalá barva ji výrazně odlišuje od ostatních hvězd v souhvězdí. Jméno Betelgeuze je zkomolenina arabského Jad al-Džauzā neboli ruka obrova. Zkomolenina vznikla pravděpodobně tichou poštou, jinak si to neumím vysvětlit.“

„Drž se faktů a nezabíhej do lingvistiky, pokud to není důležité pro řešení problému,“ napomenula ho Blanka. „Kdybys ty byl středověký mnich a přepisoval arabskou mapu, taky bys nadělal chyby.“

Hvězda Betelgeuze (astronomicky také alpha Ori) na obloze. Vlevo hvězdný atlas Johanna Bayera z roku 1603 (Betelgeuze je jasná hvězda v rameni), vpravo moderní astronomická mapa.Obrázek publikován laskavostí United States Naval Observatory Library

„Dobrá, dobrá, už pokračuji astronomickými údaji. Betelgeuze patří k typu hvězd, kterým se říká rudý veleobr. To proto, že mají nízkou povrchovou teplotu, Betelgeuze okolo 3500 K, kvůli tomu má jejich záření červenou barvu. Veleobr proto, že jsou opravdu veliké – Betelgeuze asi tisíckrát větší než Slunce (obr. 3) – a zářivé: 100 000krát větší výkon než Slunce. Jde o velmi hmotnou hvězdu v pokročilé fázi vývoje, kdy už vyčerpala zásoby vodíku v jádře. Místo toho se u takto hmotných hvězd postupně vytvoří složitá slupková struktura. V každé slupce probíhají jiné termonukleární reakce, plášť hvězdy se nafoukne do obrovských rozměrů (a tím pádem ochladne). K dalším známým rudým veleobrům patří třeba Antares v souhvězdí Štíra. Díky své jasnosti a dobré pozorovatelnosti je Betelgeuze častým cílem mnoha pozorovatelů, nejenom profesionálních, ale i amatérských astronomů. A ti všichni jsou momentálně úplně zmateni, protože jasnost Betelgeuze od prosince 2019 prudce klesá. Něco takového jsme nikdy neviděli. A já se ptám proč. Co se té hvězdě stalo, že tak zeslábla?“

Astronomové se zamysleli a zahleděli do svých šálků čaje a kávy. O slovo se přihlásil David.

Nahoře: Betelgeuze vyfotografovaná přístrojem SPHERE na dalekohledu ESO VLT . Snímek vlevo pochází z ledna 2019, kdy hvězda fungovala normálně; snímek vpravo je z prosince 2019, kdy už začala slábnout. Ačkoli ani dřív nebyla Betelgeuze dokonale sférická, na pravém snímku je její tvar obzvláště nápadný. Optická (a blízká infračervená) oblast spektra, ve které byl snímek vytvořen, je náchylná k pohlcování záření prachem, proto není možné jednoduše říct, jestli je pozorovaná deformace tvaru výsledkem skutečných změn na hvězdě nebo teploty, anebo je část signálu pohlcena prachem.
Dole: Betelgeuze pozorovaná radioteleskopem AL MA. Patří k největším známým hvězdám, je asi 1000krát větší než Slunce. Dráhy všech planet až po Jupiter (včetně) by se vešly pod její povrch (povrch hvězdy a dráhy planet jsou zobrazeny ve stejném měřítku). V milimetrové oblasti, ze které snímek pochází, se neprojevuje absorpce signálu prachem, proto jsou nesymetrie tvaru buď reálné, nebo způsobené změnami povrchové teploty.Nahoře: Snímky ESO, M. Montargès et al.; Dole: Snímek ALMA (Snímek ESO, P. Kervella, M. Montargès et al., Acknowledgement: Eric Pantin ESO, NAOJ, NRAO), E. O’Gorma & P. Kervella

„Já bych zkusil hádat. Betelgeuze je velmi hmotná hvězda – nevíme sice přesně, kolik váží, nejspíš tak 15krát víc než Slunce – a tak svůj život skončí jako supernova, tedy přesněji supernova typu II. Těsně před samotným výbuchem vyhodí do okolí spoustu plynu a prachu, čímž poklesne její jasnost. A to by se právě teď mohlo dít Betelgeuze. Navíc právě před chvílí mi psal kamarád, který pracuje na Ligu – tedy na detektoru gravitačních vln LIGO –, že možná detekovali gravitační vlny přicházející právě z té oblasti na obloze, kde leží Betelgeuze.“