Supernova hvězdy Betelgeuze

Jednoho vzdáleného dne uvidí naši potomci na obloze velice jasnou hvězdu. Může je pak ohrozit - a čím? (délka blogu ca. 5 min.)  

Betelgeuze (hvězda ? Orionu, ? Ori) je nejjasnější hvězdou v souhvězdí Orion a jednou z nejnápadnějších hvězd na naší obloze. Typově odpovídá červenému veleobru. Je to polopravidelná proměnná hvězda, která “práší” - do svého okolí intenzivně ztrácí hmotu v podobě prachových zrnek a plynu. Minimální svítivost Betelgeuze je 80 tisíc krát větší než svítivost Slunce  a maximum svítivosti odpovídá 105 000 Sluncí. 

Červení veleobři, jak už název napovídá, mohou dosahovat značných velikostí - a to má jeden zajímavý následek. Komplikuje to určení vzdálenosti Betelgeuze. Její roční paralaxa je menší než úhlový průměr disku hvězdy, tak jak jej vidíme ze Země. 

Roční paralaxa

... je zdánlivý pohyb hvězdy po obloze, který je způsoben nikoliv pohybem samotné hvězdy, ale Země kolem Slunce. Pozorována z různých bodů oběžné dráhy Země se hvězdá zdá být v jiném místě. Vzdálenost, která je vypočítána pomocí roční paralaxy, je jedním ze základních způsobů určení vzdálenosti poměrně blízkých vesmírných objektů. 

Podle odhadu z roku 2020 je vzdálenost ke hvězdě 168 parseků s přesností -15/+27 parseků (tzn. přibližně 499 až 636 světelných roků). Úhlový průměr Betelgeuze je podle odhadu z roku 2017 asi 0,044 obloukových vteřin, jedná se tedy o jednu z největších známých hvězd. Pokud by místo Slunce byla v centru naší soustavy hvězda Betelgeuze, vyplnila by během pulzování při svém minimu dráhu Marsu a při maximu by její povrch dosahoval až k Jupiteru. Oběžná dráha Země by se v každém případě nacházela uvnitř této hvězdy. 

Hmotnost Betelgeuze by měla odpovídat přibližně 17 násobku hmotnosti Slunce. Jednoho dne tedy vybuchne v omračující explozi, které si zajisté všimneme i my - na Zemi. Výbuch lze očekávat v průběhu příštích 100 000 - 200 000 roků. 

V souvislosti s tím se v médiích můžete dočíst o různých spekulacích, co by to mohlo pro naši planetu znamenat. 

Nejspíš ji dobře uvidíme pouhým okem. Na obloze by měla mít pak jasnost zhruba -12 magnitudy, byla by tedy podobně jasná jako náš Měsíc, když se nachází v úplňku. 

Pojem magnituda

… naznačuje, jak jasná je hvězda nebo jiné nebeské těleso na obloze. Hvězdy 1. magnitudy jsou jasnější než hvězdy 2. nebo 3. magnitudy. Čím nižší je hodnota na této stupnici, tím větší je jasnost hvězdy. Obzvláště jasné objekty mají zápornou hodnotu magnitudy.

Dané srovnání ale možná není příliš přesné. Porovnává se tu totiž vzdálený bodový zdroj a poměrně rozsáhlý blízký zdroj, který na nebi zaujímá určitou plochu. 

Bude tedy supernova Betelgeuze mnohem nebezpečnější? Její energie nepoškodí náš ekosystém, na to je hvězda přece jen hodně daleko. Sem tam se ale dočtete, že může jednoho dne poškodit oči těch, kdo ji budou pozorovat na obloze.

Jednoduché srovnání se Sluncem

Je tu jedna dobrá zpráva - s největší pravděpodobností k tomu nedojde a lidé budou jednoho dne moci pozorovat supernovu bez obav. 

Abychom prozkoumali, jestli bude v budoucnosti tato supernova nebezpečná pro lidské oči, můžeme ji porovnat s jasným slunečním světlem, na které jsou naše oči zvyklé. 

Slunce má na nebi jasnost –27 mag, je tedy o 15 magnitud jasnější než jak se bude jevit tato budoucí supernova. Je to ale všechno? Slunce přece jen není bodovým zdrojem. Mohou se oba jevy mezi sebou porovnávat?

Běžné lidské oko umí na nebi rozlišit úhel kolem 2 úhlových minut. Celá jasnost Betelgeuze se tedy soustředí do nich. Když pak pomyslně zvětšíme tuto oblast na velikost našeho Slunce, nebude její zdánlivá jasnost nebezpečná. Bude odpovídat zhruba -18 magnitudě, vypočítali vědci. 

Rozdíl mezi jednotlivými magnitudami se dá popsat faktorem 2,512. O jednu třídu nižší magnituda tedy odpovídá 2,512 násobku zdánlivé jasnosti. Supernova hvězdy Betelgeuze (pokud bychom její jasnost extrapolovali do rozměrů našeho Slunce) bude o devět magnitud slabší než Slunce. 

V praxi to pak znamená, že bude mít zhruba 4000x menší jasnost. Očím zvědavého pozorovatele tedy nebezpečí nehrozí. Leda že by… 

… se na ni díval dalekohledem. 

Dalekohled sbírá díky své konstrukci  větší množství fotonů, než jaké pronikne zornicí oka. “Zornice” dalekohledu má totiž daleko větší plochu. Následně se fotony odrážejí od zrcadla dalekohledu, procházejí tubusem a soustředí se nakonec na sítnici pozorovatele. Díky tomu se dají dalekohledem pozorovat i ty hvězdy, které jsou příliš slabé na to, abychom je viděli neozbrojeným okem. U supernovy to může být nepříjemné. 

Jasnost supernovy bude pro oko nebezpečná u přístrojů, které budou mít zrcadlo větší než šest centimetrů, spočítali vědci. Naši budoucí potomci se podle toho budou muset zařídit…