Astronómia - Červení obri a bieli trpaslíci na oblohe
Noc čo noc svieti na oblohe nespočetné množstvo hviezd. Jeho iskra ľudí vždy fascinovala. Ešte pred sto rokmi sa len ťažko vedelo, že hviezdy nestoja nehybne, ale skôr sa „narodia“ a „pominú“. Od roku 1997 vedci vedení tübingenským astrofyzikom prof. Klausom Wernerom skúmajú hviezdy v posledných fázach ich „života“ ako takzvaných „bielych trpaslíkov“ alebo neutrónových hviezd.
„Červení obri“ a „bieli trpaslíci“ na oblohe
Na stope vývojových fáz hviezd
Obri a trpaslíci skutočne patria do ríše rozprávok. Možno ich však nájsť aj na oblohe. Pracovná skupina „Atmosféry hviezd“ z Ústavu pre astronómiu a astrofyziku na univerzite v Tübingene skúma život hviezd od roku 1997 pod vedením profesora Klausa Wernera. Teraz je známe, že existujú dva rôzne vývojové trendy v oblasti malých a stredných hviezd na jednej strane a veľmi ťažkých a masívnych hviezd na strane druhej. Zatiaľ čo prvé, ku ktorým patrí naše slnko, ukončujú svoj vývoj ako „biely trpaslík“ po fáze „červeného obra“, z veľmi hmotných hviezd sa v ich poslednej fáze stávajú neutrónové hviezdy.
Od 50. rokov 20. storočia bolo objavených asi 3 000 „bielych trpaslíkov“, ktorí ich pozorovali v rôznych fázach života. Keďže ich jas je napríklad v porovnaní so slnkom napríklad iba nízky, žiaden z nich nie je viditeľný pre oko. Dokonca aj s najväčšími reflektorovými ďalekohľadmi zo Zeme alebo s vesmírnymi ďalekohľadmi, ako je Hubblov vesmírny ďalekohľad, ich možno pozorovať iba do vzdialenosti niekoľkých tisíc svetelných rokov. Pred dvadsiatimi rokmi boli prvýkrát objavení „bieli trpaslíci“, ktorí sa nezmestili do súčasného obrazu vývoja hviezd. Na konci svojho vývoja tieto hviezdy úplne zhodili svoju škrupinu bohatú na vodík. V spolupráci s univerzitami v Kieli, Bambergu a Hamburgu objavili Tübingenčania za posledných pár rokov množstvo pozorovaných a neobvyklých „bielych trpaslíkov“ a získali nový pohľad na hviezdny vývoj.
O živote a smrti hviezd
Ako astronómovia sledujú vývoj vzdialených nebeských telies
V minulosti boli hviezdy vnímané ako obraz večnosti. Johannes Kepler stále veril, keď bol svedkom posledného zdokumentovaného výbuchu supernovy v našej Mliečnej ceste v roku 1604, že bol práve svedkom zrodu hviezdy. „Supernova v skutočnosti vždy znamená koniec veľmi hmotnej hviezdy,“ vysvetľuje Dr. Stefan Dreizler z pracovnej skupiny „Star Atmospheres“ na Ústave pre astronómiu a astrofyziku na univerzite v Tübingene. Tübingenskí astrofyzici v súčasnosti skúmajú pozostatky hviezd a ich skoršie fázy vývoja pod vedením profesora Klausa Wernera. Vedci sa prostredníctvom spektrálnej analýzy, vyhodnotenia elektromagnetického žiarenia emitovaného hviezdou pomocou zložitých počítačových simulácií, chcú dozvedieť viac o svietivosti, hmotnosti, polomeru a chemickom zložení hviezd. Aby bolo možné robiť závery o vývoji, je potrebné hviezdy pozorovať v rôznych fázach ich života a uvádzať ich do evolučného kontextu, pretože hviezdy sa menia iba v obdobiach miliónov až miliárd rokov.
Samotné slnko patrí medzi malé až stredné hviezdy. Má „očakávanú dĺžku života“ asi 10 miliárd rokov, z ktorých polovica uplynula. Slnko čerpá svoju energiu z jadrovej fúzie vodíka za vzniku hélia. Keď sa vodík v strede slnka spotrebuje, vnútro slnka sa stiahne, kým tlak a teplota nie sú dostatočné na premenu hélia na uhlík a kyslík. Súbežne s kontrakciou slnečného vnútra sa slnečná obálka výrazne rozširuje. Povrchová teplota klesá z dnešných zhruba 6000 stupňov na 3000 stupňov. Ak sa vyčerpá aj prívod hélia vo vnútri, jadro sa stiahne druhýkrát a slnečná obálka sa opäť silne rozšíri a dosiahne stonásobok svojej súčasnej veľkosti, zo slnka sa stane takzvaný „červený obor“. V súčasnej dobe je Betelgeuse zo súhvezdia Orion.
Veľmi rozšírená obálka je len slabo spojená s hviezdou. Preto hviezda stráca vonkajší plášť a jadro, ktoré je nepredstaviteľne horúce pri 200 000 až 300 000 stupňoch, je vystavené. Hmota, ktorú „červený obor“ stratil vo forme hviezdnych vetrov, je teraz stimulovaná k žiareniu veľmi horúcou zvyškovou hviezdou a je viditeľná ako farebná, takzvaná „planetárna hmlovina“. Pre Wernera patria planetárne hmloviny „k najpozoruhodnejším formám vo vesmíre“. Spočiatku veľmi horúce jadro spočiatku zostáva ako centrálna hviezda uprostred planetárnej hmloviny, ktorá sa postupne riedi a nakoniec sa úplne rozpustí. Zostáva takzvaný „biely trpaslík“, v ktorom sa procesy jadrovej fúzie zastavili.
Vedci z Tübingenu sa osobitne zaujímajú o výskum týchto „bielych trpaslíkov“. Podľa súčasných poznatkov „predstavujú konečnú fázu vývoja pre 95 percent všetkých hviezd,“ uviedol Dreizler. Vedci z Tübingenu sa chcú dozvedieť viac o podstate týchto „hviezdnych mŕtvol“. Avšak nič sa nedá dosiahnuť voľným okom alebo ďalekohľadom: Pretože hviezdy v tejto záverečnej fáze vyžarujú veľmi málo svetla, potrebujú vedci na svoje pozorovanie najväčšie ďalekohľady na svete. Pomocou Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu, ktorý je v súčasnosti najväčším ďalekohľadom vo vesmíre, sa vytvárajú spektrá, na ktorých je možné odčítať rozloženie intenzity žiarenia ako funkciu vlnovej dĺžky. Pomocou zložitých počítačových simulácií je možné získať poznatky o stave vývoja týchto hviezd.
Ale hviezdy sa pozorujú nielen z obežnej dráhy. Astrofyzici tiež zhromažďujú údaje zo Zeme. Tím profesora Wernera používa na skúmanie nebeských objektov hlavne veľký ďalekohľad v Calar Alto v Španielsku, ktorý má priemer zrkadla tri a pol metra a prevádzkuje ho Heidelberg Max Planck Institute for Astronomy v spolupráci so Španielskou komisiou pre astronómiu. Obyvatelia Tübingenu však skúmajú aj nový veľký ďalekohľad Európskeho južného observatória v Čile. S priemerom zrkadla osem metrov je to jeden z najväčších ďalekohľadov na svete. V spolupráci s univerzitami v Kieli, Bambergu a Hamburgu objavili ľudia v Tübingene za posledných pár rokov a pozorovali množstvo neobvyklých „bielych trpaslíkov“, a týmto spôsobom získali nové poznatky o vývoji hviezd. Teleskopy nemôžu byť dostatočne veľké na ďalšie vyšetrovanie. Obyvatelia Tübingenu dúfajú, že postavia reflexné ďalekohľady s priemerom tridsať alebo dokonca sto metrov.
Klaus Werner, tel. 0 70 71/2 97 86 01
DR. Stefan Dreizler, Tel.070 71/2 97 86 12
Ústav pre astronómiu a astrofyziku
Oddelenie astronómie
Waldhäuser Str. 64
72076 Tuebingen
Fax 0 70 71/29 34 58
Ďalšie informácie:
Vlastnosti tejto tlačovej správy:
Matematika, fyzika/astronómia
nadregionálny
Výsledky výskumu, výskumné projekty
Nemecky