Chystá se nás hvězda Betelgeuse vyvraždit? Nepropadejte panice

Petr Kubala  |  Vesmír
Ilustrační foto (Foto: Shutterstock)

Hvězda Betelgeuse se v poslední době dostává do čela hitparády konspiračních teoretiků i mnoha neseriozních novinářů jako hlavní strůjce konce světa v roce 2012.

Opravdu se druhá nejjasnější hvězda v souhvězdí Orion chystá ukončit svou pouť jako supernova? Hrozí Zemi nebo životu na naší planetě nějaké nebezpečí?

Supernovy: velkolepá smrt s ohňostrojem

Mimozemšťan Ford Prefect ze slavné sci-fi klasiky Stopařův průvodce po Galaxii podle svých slov pochází z planety, která obíhá okolo hvězdy Betelgeuse. Existence planet u této hvězdy je sice fakticky vyloučena, avšak legendární nápis ze Stopařova průvodce „Nepropadejte panice!“, bychom si pro náš článek rozhodně vypůjčit mohli.

Betelgeuse na snímku z Hubblova dalekohledu. Kosmický teleskop pořídil snímek v roce 1995. Foto: Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA and ESA
Betelgeuse na snímku z Hubblova dalekohledu. Kosmický teleskop pořídil snímek v roce 1995. Betelgeuse se tím stala první hvězdou po Slunci, která byla zachycena jako „kotouč“ a ne pouze jako bodový zdroj světla. Na obrázku je také pozice hvězdy v souhvězdí Orion a srovnání její velikosti se Sluneční soustavou. Foto: Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA and ESA

Betelgeuse najdete na zimní obloze velmi snadno, neboť je nejen osmou nejjasnější hvězdou oblohy (nepočítáme-li Slunce) ale samotné souhvězdí Orion je na obloze velmi výrazné. Podle konspiračních teoretiků má Betelgeuse v roce 2012 explodovat jako supernova a způsobit konec světa.

Supernovy nejsou astronomům rozhodně neznámé. V historii jsme měli možnost pozorovat řadu velmi jasných supernov, které byly na obloze nepřehlédnutelné, nebo byly dokonce vidět pouhým okem i během dne. Podle záznamů z Egypta, Číny, Francie i dalších míst byla velmi jasná supernova pozorována v roce 1006.

Tycho Brahe pozoroval supernovu v roce 1572 a popsal tento jev ve slavném díle De Nova Stella (O nové hvězdě). Také jeho kolega Johannes Kepler viděl „novou hvězdu“ v souhvězdí Hadonoše v roce 1604. Významnou supernovou v moderní době je nepochybně ta, která vzplanula roku 1987 ve Velkém Magellanově mračnu, jedné ze satelitních galaxií. Světová astronomie dodnes čerpá cenné informace z pozorování tohoto úkazu.

Astronomové rozeznávají dva základní typy supernov. V prvním případě zde máme dvě hvězdy, obíhající kolem společného těžiště. Z jedné hvězdy postupně přetéká materiál na druhou hvězdu, která je bílým trpaslíkem. Hmotnost bílého trpaslíka postupně roste až po kritickou hodnotu 1,44 Slunce, kdy bílý trpaslík vybouchne jako supernova.

Umělecká představa Betelgeuse a srovnání její velikosti se Sluneční soustavou. Foto: ESO
Umělecká představa Betelgeuse a srovnání její velikosti se Sluneční soustavou. Foto: ESO

Ve druhém případě je supernova závěrečným stádiem ve vývoji velmi hmotných hvězd. Také ve vesmíru platí, že obezita není zdravá. Nejhmotnější hvězdy se dožívají velmi nízkého věku v řádu desítek milionů let.

Betelgeuse aneb s kým máme tu čest

Druhý typ supernov nás bude zajímat více, neboť právě tento osud čeká hvězdu Betelgeuse. Druhá nejjasnější hvězda v Orionu je rudým veleobrem o poloměru 1 180 Sluncí! Betelgeuse je tak obrovská, že kdybychom ji umístili do Sluneční soustavy, její hranice by sahala až téměř k Jupiteru.

S určením hmotnosti Betelgeuse je to poněkud horší. Různé týmy se v historii astronomie pokoušely zjistit přesnou hmotnost hvězdy, avšak nepříliš úspěšně. Dnešní názor je takový, že Betelgeuse má hmotnost kolem 18 až 19 Sluncí, ale realita může být i jiná. Hmotnost je přitom klíčovým parametrem, který rozhodne o budoucnosti hvězdy. Ale nepředbíhejme.

O moc slavnější to není ani s určením vzdálenosti Betelgeuse. Astronomie má několik scénářů, jak určit vzdálenost nebeských objektů. U relativně blízkých hvězd se používá paralaxa, kterou však vzhledem k velikosti Betelgeuse nelze změřit úplně přesně. V různých katalozích můžete najít rozličné hodnoty, které jsou vtipně uváděny s přesností na jeden světelný rok. Realita je taková, že výzkumy z posledních zhruba dvaceti let uváděly vzdálenost Betelgeuse od nás v rozmezí od zhruba 330 do 650 světelných let. V současné době se astronomové přiklánějí spíše k hodnotě okolo 640 až 650 světelných let. Přesnější údaj by mohla dát družice Gaia, která se do vesmíru vydá koncem příštího roku.

Stáří Betelgeuse bylo odhadnuto na 10 milionů let, což je u tohoto typu hvězd už značně důchodovým věkem. Není proto divu, že se očekává relativně brzký konec tohoto rudého veleobra. Zda k tomu dojde zítra, za 10 let nebo za 2000 let však nevíme.

Gravitace vyhraje

Co vlastně Betelgeuse čeká? Životní pouť podobných hmotných hvězd je dnes v základu docela dobře popsána. Hvězda ve svém nitru postupně spaluje při jaderné fúzi vodík na hélium (stejně jako Slunce). Hmotné hvězdy svým palivem rozhodně nešetří, takže velmi rychle dojde ke spotřebování veškerého vodíku. Gravitační síla začne mít převahu nad sílou vztlakovou, čímž dojde ke kontrakci – teplota v nitru hvězdy stoupá natolik, že překročí hranici, nutnou ke spalování hélia. Vyrobeným materiálem při této fúzi je uhlík.

Ani s héliem si ale rozmazlená hvězda moc dlouho nevystačí a scénář se opakuje. Dalšími fúzemi vzniká kyslík, neon, hořčík, křemík a nakonec železo. Kromě toho dochází k rozdělení materiálu uvnitř hvězdy do slupek, jak postupně těžší prvky klesají směrem do středu a lehčí se dostávají k povrchu. Jednotlivé slupky jsou tvořeny z velké části jedním konkrétním prvkem (viz obrázek).

Struktura velmi hmotné hvězdy – patrné je rozdělení hmoty na jednotlivé slupky. V každé ze slupek převažuje jeden chemický prvek. Credit: R. J. Hall
Struktura velmi hmotné hvězdy – patrné je rozdělení hmoty na jednotlivé slupky. V každé ze slupek převažuje jeden chemický prvek. Credit: R. J. Hall

Železo je konečnou stanicí. Poté už není co spalovat, gravitace vyhraje a hvězdu čeká smrt v podobě mohutné exploze – v Galaxii zazáří supernova. Další osud předurčí hmotnost původní hvězdy. Za normálních okolností zůstane po odchození plynné obálky na místě původní obří hvězdy jen malá neutronová hvězda. Její velikost bude v řádu několika málo desítek kilometrů, hmotnost však srovnatelná se Sluncem. Jestliže se dnes Betelgeuse okolo své osy otáčí jen velmi pomalu, ve fázi neutronové hvězdy si to plně vynahradí a bude rotovat několikrát za sekundu! Takovýmto rychle rotujícím neutronovým hvězdám říkáme pulsary.

Pokud by však hmotnost Betelgeuse byla podstatně větší (okolo 25 Sluncí a více), zhroutilo by se její jádro ještě více a po výbuchu supernovy by na místě hvězdy vznikla černá díra.

Nebezpečí pro Zemi?

Výbuch supernovy znamená „game over“ pro veškerý život v okruhu 30 světelných let. Před sprškou záření by vás atmosféra v žádném případě neochránila a pro život na planetě by to byla jistě červená. Dosti drastické následky pro živočišné a rostlinné druhy by měl i výbuch supernovy v okruhu zhruba 100 světelných let. Do vzdálenosti 300 světelných let může být supernova nepříjemná, ohrozit například astronauty na oběžné dráze apod.

Pokud vezmeme v úvahu spodní odhady vzdálenosti Betelgeuse, pak by nám v žádném případě nebezpečí hrozit nemělo. Nebezpečí nepředstavuje ani takto vzdálená (případná) černá díra. Jediným rizikem může být gama záblesk. Není však jasné, zda by v případě Betelgeuse vůbec gama záblesk vznikl a pokud přece jen ano, pak je zde dobrá zpráva. Gama záblesk se šíří od umírající hvězdy v úzkých svazcích (jetech), které vycházejí z obou pólů hvězdy. Rotační osa Betelgeuse naštěstí směrem k nám nemíří. O gama záblescích psal nedávno v článku Jaroslav Petr.

Pokud by Betelgeuse vzplanula jako supernova, byla by po dobu několika týdnů vidět na noční i denní obloze. Odhad jasnosti hovoří o –12 mag, což přibližně odpovídá jasnosti Měsíce v úplňku.

Schéma gama záblesku po výbuchu supernovy. Foto: NASA/CXC/M.Weiss
Schéma gama záblesku po výbuchu supernovy. Foto: NASA/CXC/M.Weiss

Jediným nepříjemným aspektem případného konce Betelgeuse tak může být dočasně přesvětlená obloha. Astronomům by to však vadilo asi jen těžko, veškerá technika by totiž sledovala největší událost v dějinách astronomie.

Předprodej vstupenek na velkolepé nebeské divadlo je tedy zatím předčasný. Protagonistku můžete vidět pouhým okem na krásné zimní obloze. Kdy přesně zahraje Betelgeuse svou největší roli zatím nevíme. Jedno je však jisté, thriller to nebude.

Nejčtenější