Na první pohled se může zdát, že převážná částa astronomie je nám vlastně úplně jasná. Opak je samozřejmě pravdou, takže ačkoliv využíváme fenoménu známého jako supernova Ia k měření vesmírných vzdálenosti, moc o něm vlastně nevíme. Nebo jinak řečeno, nejsme si moc jistí, o co vlastně jde. Mohla by to být srážka dvou vesmírných diamantů?

Co je to Ia? 

Supernovy typu Ia jsou nadmíru užitečné objekty. Víme o nich, že všechny vybuchují se stejnou energií a jsou stejně jasné. Díky tomu jim říkáme standardní svíčky. Z dané jasnosti v jednotkové vzdálenosti umíme na základě jasnosti konkrétní supernovy určit, jak je vzdálená. Zdá se to jako maličkost, ale přesně tento fakt pomohl objevení rozpínání vesmíru a temné energie, za což byla v roce 2011 udělena Nobelova cena za fyziku.

Záhadná supernova explodovala krátce po Kristu. Hvězdu zničil rudý obr

Celý problém se supernovami Ia je ten, že sice známe jejich vlastnosti, ale není nám stoprocentně jasné, jak vznikají. Na rozdíl od jiných supernov, tyhle nejsou posledním výkřikem umírající hvězdy. Jak to můžeme s jistotou říct? Pokud je supernova posledním stádiem ve vývoji hvězdy, jedná se o hvězdy velmi hmotné, které nežijí příliš dlouho (platí, že čím hmotnější hvězda, tím má dynamičtější život). Takové hvězdy se nachází v galaxiích, kde je tvorba hvězd aktivním procesem. Supernovy Ia se ale nachází velmi často v galaxiích, které jsou tvořeny starou hvězdnou populací, a nové hvězdy se zde netvoří.

Hlavní podezřelý

To a fakt, že energie uvolnená u výbuchy supernovy je vždy stejná, nás navádí na teorii, že za vším stojí bílí trpaslíci. Ti mají totiž limitní hmotnost 1,4 sluneční hmotnosti, nad kterou jsou prudce nestabilní a zhroutí se. Pokud se zhroutí pokaždé stejně hmotný objekt, energie uvolněná při výbuchu musí být přirozeně stejná.

Hlavního podezřelého jsme identifikovali. Jenže bílý trpaslík jako takový je poměrně stabilní objekt, hmotný a ve srovnání s průměrem hvězdy velmi malý - nevybuchne jen tak zbůhdarma. Už proto, že spokojeně ve svém jádru vytvořili krystalickou strukturu z uhlíku, nápadně připomínající diamant, který podle naší pozemské zkušenosti taky jen tak nevybuchuje. Co je třeba, abychom ho popostrčili k nevděčnému konci? 

 

Ukazuje se, že aby trpaslík vybuchnul, stačí vedle něj posadit společníka. Jedna z uznávaných teorií hovoří o společníkovi ve formě červeného obra. To jsou v průměru obrovské hvězdy, které mají pomalu problém držet pro svou velikost pohromadě. Proto je pro bílého trpaslíka jednoduché gravitačním působením zbavovat červeného obra vnějších vrstev. Hmota z nich se usazuje na povrchu bílého trpaslíka, který přibírá na váze, až dosáhne oné magické hranice 1,4 slunečních hmotností, kdy vybuchne.

Máme teorii. Ale chybnou

Co přesně se v jeho jádru musí stát, aby se celý výbuch nastartoval, není zatím úplně jasné. Tenhle krásně elegantní model má jeden podstatný nedostatek. Muselo by existovat dost párů bílý trpaslík-červený obr. A z dostupných pozorování to vypadá, že supernov je mnohem víc, než takových párů. Navíc, v pozorování některých pozůstatků po supernovách Ia naprosto chybí jakákoliv stopa po červeném obrovi. Kde je chyba? 

Chyba vlastně není nikde. Některé supernovy Ia takto pravděpodobně skutečně vznikají, ale abychom dokázali skloubit data a pozorování, musíme připustit ještě další mechanismus.

Jedna z posledních studií navrhuje, že společník bílého trpaslíka by mohl být další bílý trpaslík (nebo heliový bílý trpaslík). Páry dvou bílých trpaslíků nejsou výjimečné a při jejich dostatečné blískost a následné ‘srážce’ by po původním společníkovi nezbyla ani stopa. Tahle teorie by pomohla vysvětlit i to, proč některé supernovy typu Ia mají delší a jasnější dosvity než jiné, což už v minulosti naznačovalo, že stejného efektu můžeme dosáhnout několika cestami. 

Navrhnutá teorie je zatím jen dalším dílkem skládačky, kterou pro nás supernovy Ia představují. Než plně porozumíme jejich fyzice, urazíme ještě dlouhou cestu.

 

 

Úvodní foto: Umělcova představa jedné ze starších uznávaných teorií o vzniku supernov Ia, kde je společníkem poskytujícím bílému trpaslíkovi hmotu červený obr. Zdroj NASA/CXC/M. Weiss

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

• Nejstarší a nejvzdálenější galaxie jsou staré více než 13 miliard let. Vědci jich objevili dokonce sedm
• Hon za gravitačními vlnami. Člověk je odhalit neumí, hvězdy ano
• První mimozemskou řeku odhalila sonda Cassini na Saturnově měsíci Titanu