Hlavní obsah

Když se hvězdy „třou“, vzniká zlato. Bez toho by žádné nebylo, říká astrofyzik

Foto: University of Warwick/Mark Garlick

Umělecké zobrazení splynutí dvou neutronových hvězd.

19. 1. 22:15

Astrofyzik Ondřej Pejcha se zabývá proměnami hvězd a speciálně dvojitými hvězdami. Ty mají dopad i na náš každodenní život. Bez nich by neexistovalo zlato, platina nebo uran.

Článek

V prosinci vyšel vědecký článek, ve kterém se píše, že druhá nejjasnější hvězda oblohy Betelgeuse pohasíná a mohla by se proměnit v supernovu, která by byla na zemské obloze tři měsíce viditelná i ve dne. Mohlo by se to stát v brzké době, tedy z astronomického hlediska – za 200 tisíc let. Přál byste si přenést se do budoucnosti a vidět to na vlastní oči?

To by byla určitě úžasná podívaná. Ale myslím, že zrovna v případě Betelgeuse je její pohasínání jen malou fluktuací. Tato hvězda, stejně jako podobní červení veleobři, průběžně mění svou jasnost a tohle je nejhlubší minimum, které jsme zaznamenali. V naší galaxii vybuchne supernova přibližně každých sto let, takže to je docela vzácný úkaz. Navíc i s dnešní technikou je docela velká šance, že ji vůbec neuvidíme, protože se bude schovávat za mezihvězdným prachem a plynem třeba na druhé straně galaxie. Jako každý astronom bych chtěl galaktickou supernovu vidět, ale popravdě si nedávám moc velké naděje.

Mají astronomové v kalendáři poznamenané nějaké termíny událostí, které se blíží a které budou třeba i pro laika zajímavé?

Předpovídat vesmírné výbuchy je bohužel velmi těžké. Astronomové tento problém řeší tak, že se snaží pozorovat co největší objem vesmíru. V jeho viditelné části nastává supernova každou sekundu, a když budeme sledovat dostatečně velkou část vesmíru, tak můžeme zaznamenat několik tisíc supernov za rok. Každá jednotlivá z nich nejde předpovědět, ale je možné říct, že za určitou dobu pozorování jich určitý počet uvidíme a díky tomu je budeme moct studovat.

Ondřej Pejcha

Astrofyzik Ondřej Pejcha se zabývá proměnností hvězd, jejich zánikem, supernovami a dvojitými soustavami. Nyní působí jako vědecký pracovník na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy, kde před 12 lety absolvoval magisterské studium. Mezitím získal doktorát na Ohijské státní univerzitě a čtyři roky působil na Princetonu. Jako jeden z pěti Čechů obdržel v roce 2018 prestižní startovní grant Evropské výzkumné rady. Loni získal cenu Neuron pro mladé nadějné vědce za významné obohacení současných poznatků o chování supernov a jiných zániků a proměn hvězd.

Foto: Univerzita Karlova

Ondřej Pejcha nyní působí na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy.

Vy se zabýváte proměnností hvězd a chováním dvojitých hvězd. Co rozhoduje o tom, jestli se hvězda promění v supernovu, nebo se třeba zhroutí do bílého trpaslíka?

Tím hlavním, co ovlivňuje vývoj hvězdy, je její hmotnost. Hvězdy, které jsou na počátku života alespoň osmkrát hmotnější než Slunce, vybuchnou jako supernovy, zatímco lehčí hvězdy skončí jako bílí trpaslíci. Mezi další důležité vlastnosti hvězd patří třeba chemické složení, jak rychle hvězda rotuje, jestli má magnetické pole nebo je součástí dvojhvězdy. Protože ve dvojhvězdě může docházet k různým interakcím, které změní její vývoj.

Dvě hvězdy ve sluneční soustavě? Spíš ne

Podle vědců z Berkeley mohla mít před miliardami let i sluneční soustava dvě hvězdy. Je to možné?

To je dobrá otázka. Víme určitě, že Slunce teď není v žádné dvojhvězdě. Je to výjimka, protože většina hvězd je součástí dvojhvězd nebo vícenásobných hvězdných soustav. Ale jestli i Slunce bylo v minulosti součástí takového systému, lze jen těžko říct. Podle mě je nepravděpodobné, že by bylo součástí nějaké těsné dvojhvězdy, protože ve sluneční soustavě existují planety a ty obíhají jak blízko, tak daleko od Slunce, a jsou poměrně uspořádané. Pokud by do vývoje promluvila nějaká další hvězda, která poté odletěla, tak by to způsobilo všelijaké problémy s oběžnými drahami planet.

Bez dvojhvězd by neexistoval vesmír tak, jak ho známe. Některé prvky by vůbec nevznikly. Je pravda, že například všechno zlato ve vesmíru pochází právě z dvojhvězd?

Nejen z dvojhvězd. Zlato a další těžké prvky jako uran nebo platina vznikly nejspíš ze splynutí dvojice neutronových hvězd, což je úplně extrémní příklad dvojhvězdy a její interakce. Jedině takhle intenzivní, horký, hustý a explozivní proces zajistí, aby tyto nejtěžší prvky vznikly.

Spirálovitý tanec smrti dvou neutronových hvězd. (Video: ESO/L. Calçada. Music: Johan B. Monell (www.johanmonell.com))

Váš předmět zájmu, tedy chování hvězd, rozebírá i jedna z aktuálně nejpopulárnějších sci-fi knih trilogie Vzpomínka na zemi spisovatele Liou Cch’-sina. Mimozemská civilizace Trisolaranů žije v soustavě tvořené třemi hvězdami a zvlášť v první knize se rozebírá klasický fyzikální problém tří těles. Existují ve vesmíru takové systémy?

Ano, existují trojhvězdy i soustavy s vyšší násobností, třeba čtyřhvězdy – ty mě také nějakou dobu zajímaly. Existují ale i pětihvězdy, šestihvězdy a tak dále. A pak jsou celé hvězdokupy, které drží pohromadě vlastní gravitací. Ale když se ptáte přímo na trojhvězdy a problém tří těles, tak to je problém, který mě velmi zajímá a má vztah třeba i ke vzniku prvků, o kterém jsme mluvili. Aby se totiž dvě neutronové hvězdy srazily, musí se k sobě dostatečně přiblížit. Tomu může pomoct třetí hvězda, která kolem dvou neutronových hvězd obíhá v nějaké vzdálenosti. A působení třetí vzdálené hvězdy může za určitých podmínek způsobit, že se ty dvě neutronové hvězdy srazí. Třeba i bez toho, aby mezi nimi předtím probíhala nějaká interakce.

Vadí vám jako vědci chyby, které se v sci-fi knihách a filmech objevují, a máte vůbec rád tenhle žánr?

Třeba Star Trek mám docela rád, ale nejsem žádný velký fanoušek. Když nad tím člověk přemýšlí, tak najde spoustu nesmyslů nejen v science fiction, ale i v jiných filmech ze života. Víc mě ale zneklidňuje vnitřní nekonzistence těchto příběhů. Nemám problém přijmout nějaký nereálný fyzikální jev, třeba nadsvětelný pohon. Je to fikce otevřená fantazii a v tomhle nejsem žádný fundamentalista. Když už se ale jednou stanoví pravidla, měla by se v rámci toho příběhu dodržovat.

Univerzita Karlova může být evropskou špičkou

Když už jsme zabrousili do fikce, není trochu sci-fi i plán, o kterém jste mluvil při vystoupení na Primus day Univerzity Karlovy, aby se škola dostala do budoucna mezi dvacet nejlepších univerzit v Evropě?

Podle mě to je reálné, ale nevím přesně, jak to udělat. Ostatně nejsem manažer. Ale dobrým příkladem toho, že to jde, je astronomické oddělení na Ohijské státní univerzitě, kde jsem dělal doktorát. Během dvaceti let se vyšvihlo z relativní nevýznamnosti až na jedno z deseti nejlepších astronomických oddělení v Americe. Jde to udělat v takhle malém měřítku, ale proč by se to nemohlo podařit několikrát na celé univerzitě? Není to otázka peněz, ale toho, že to ti lidé opravdu chtějí a jsou ochotní podniknout změny, které to vyžaduje.

I když říkáte, že nemáte návod, jak se to tedy kupříkladu povedlo Ohiu?

Na tom oddělení se sešel správný vedoucí a dva profesoři a dlouhodobou prací toho dosáhli. Najímali nové kvalitní lidi, hledali profesory a nabírali studenty. Na začátku totiž musí být práce se studenty. Pokud nemá oddělení dobrou pověst, nehlásí se tam ti nejlepší studenti. Ale když o něco horší studenty dokážete takovým způsobem posunout, že pak patří k nejlepším v oboru, za pár let se k vám začnou hlásit i ti nejlepší. Přesně to se v Ohiu stalo, když jsem tam dělal doktorát. Stačilo, aby vyšlo hodnocení amerických doktorských programů v astronomii, kde Ohio vyskočilo nahoru, a najednou se zdvojnásobil počet přihlášek na doktorát a kvalita uchazečů se výrazně zvedla. Úspěch přináší úspěch a je možné začít i v malém. Ale musí se myslet i na detaily.

Reklama

Doporučené