Noční obloha, je noční obloha, je noční obloha. Souhvězdí, která jste se naučili jako dítě, jsou stejná souhvězdí, která vidíte dnes. Staří lidé znali tato stejná souhvězdí. Jistě, možná pro to neměli stejné jméno, ale v podstatě vidíme, co viděli.
Ale když vidíš animace galaxií , zvláště když se spojují a srážejí, vidíte hvězdy bzučící kolem jako rozzuřené včely. Víme, že hvězdy se mohou pohybovat, a přesto je nevidíme?
Jak rychle se pohybují a budeme to někdy schopni říct?
Hvězdy se samozřejmě pohybují. Jen ty vzdálenosti jsou tak velké, že je velmi těžké to říct. Astronomové ale jejich polohu studují tisíce let. Sledování polohy a pohybu hvězd je známé jako astrometrie.
Historii astrometrie sledujeme až do roku 190 př. n. l., kdy starověký řecký astronom Hipparchos poprvé vytvořil katalog 850 nejjasnějších hvězd na obloze a jejich polohu. Jeho žák Ptolemaios navázal na svá vlastní pozorování noční oblohy a vytvořil svůj důležitý dokument: Almagest.
Tištěné provedení geocentrického kosmologického modelu z Cosmographia, Antverpy, 1539. Kredit: Wikipedia Commons/Fastfission
V Almagestu Ptolemaios vyložil svou teorii pro vesmír centrický na Zemi, s Měsícem, Sluncem, planetami a hvězdami v soustředných krystalových sférách, které rotovaly kolem planety. Ve vesmíru se samozřejmě mýlil, ale jeho grafy a tabulky byly neuvěřitelně přesné a měřily jas a umístění více než 1000 hvězd.
O tisíc let později dokončil arabský astronom Abd al-Rahman al-Sufi ještě podrobnější měření oblohy pomocí astrolábu.
Jedním z nejslavnějších astronomů v historii byl Dán Tycho Brahe. Byl proslulý svou schopností měřit polohu hvězd a na svou dobu postavil neuvěřitelně přesné přístroje, aby tuto práci zvládl. Měřil polohy hvězd s přesností 15 až 35 úhlových sekund. Jen pro srovnání, lidský vlas držený ve vzdálenosti 10 metrů je široký úhlovou sekundu.
Také vás musím informovat, že Brahe měl falešný nos. Své prohrál v souboji, ale nechal si vyrobit mosaznou náhradu.
V roce 1807 byl Friedrich Bessel prvním astronomem, který změřil vzdálenost k blízké hvězdě 61 Cygni. Použil techniku paralaxy, kdy změřil úhel ke hvězdě, když byla Země na jedné straně Slunce, a pak jej změřil znovu o 6 měsíců později, když byla Země na druhé straně.
Pomocí techniky paralaxy astronomové pozorují objekt na opačných koncích oběžné dráhy Země kolem Slunce, aby přesně změřili jeho vzdálenost. Kredit: Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF.
V průběhu tohoto období se tato relativně bližší hvězda mírně pohybuje tam a zpět proti vzdálenějšímu pozadí galaxie.
A během následujících dvou století jiní astronomové tuto techniku dále zdokonalovali a byli stále lepší ve zjišťování vzdálenosti a pohybu hvězd.
Ale abychom skutečně mohli sledovat polohy a pohyby hvězd, museli jsme se vydat do vesmíru. V roce 1989 zahájila Evropská kosmická agentura svou misi Hipparcos, pojmenovanou po řeckém astronomovi, o kterém jsme hovořili dříve. Jeho úkolem bylo měřit polohu a pohyb blízkých hvězd v Mléčné dráze. V průběhu své mise Hipparcos přesně změřil 118 000 hvězd a poskytl hrubé výpočty pro další 2 miliony hvězd.
To bylo užitečné a astronomové na to od té doby spoléhají, ale přišlo něco lepšího a jmenuje se Gaia.
Kredit: ESA / ATG medialab; Podkladový kredit: ESO / S. Brunier
Gaia Evropské vesmírné agentury, která byla spuštěna v prosinci 2013, je v procesu mapování miliardy hvězd v Mléčné dráze. To je miliarda, s B a tvoří asi 1 % hvězd v galaxii. Kosmická loď bude sledovat pohyb 150 milionů hvězd a řekne nám, kam se vše v průběhu času ubírá. Bude to ohromující úspěch. Hipparchos by byl hrdý.
Díky nejpřesnějším měřením prováděným rok co rok lze skutečně vypočítat pohyby hvězd. Přestože je nestačí vidět pouhým okem, během tisíců a desetitisíců let se pozice hvězd na obloze dramaticky mění.
Známé hvězdy z Velkého vozu například vypadají, jak se jim dnes daří. Ale jestli půjdete vpřed nebo vzad v čase , pozice hvězd vypadají velmi odlišně a nakonec zcela k nepoznání.
Když se hvězda pohybuje po obloze do stran, astronomové tomu říkají „správný pohyb“. Rychlost, kterou se hvězda pohybuje, je typicky asi 0,1 úhlové sekundy za rok. To je téměř nepostřehnutelné, ale například během 2000 let by se typická hvězda posunula po obloze asi o půl stupně, tedy o šířku Měsíce na obloze.
20letá animace ukazující správný pohyb Barnardovy hvězdy. Kredit: Steve Quirk, obrázky ve veřejné doméně.
Hvězda s nejrychlejším správným pohybem, o kterém víme, je Barnardova hvězda, která proletí oblohou rychlostí 10,25 úhlových sekund za rok. Ve stejném období 2000 let by se posunul o 5,5 stupně, neboli asi 11krát větší než šířka vaší ruky. Velmi rychle.
Když se hvězda pohybuje směrem k nám nebo od nás, astronomové tomu říkají radiální rychlost. Měří to výpočtem dopplerovského posunu. Světlo z hvězd pohybujících se směrem k nám je posunuto k modré straně spektra, zatímco hvězdy pohybující se od nás jsou posunuty do červena.
Mezi správným pohybem a rudým posuvem můžete získat přesný výpočet přesné dráhy, kterou se hvězda pohybuje na obloze.
Kredit: ESA / ATG medialab
Víme například, že k nám rychle míří trpasličí hvězda Hipparcos 85605. Právě teď je vzdálená 16 světelných let, ale během příštích několika set tisíc let se přiblíží až na 0,13 světelných let, neboli asi 8200krát větší vzdálenost od Země ke Slunci. To nám nezpůsobí žádný přímý účinek, ale gravitační interakce z hvězdy by mohla vyrazit spoustu komet z Oortova oblaku a poslat je dolů do vnitřní sluneční soustavy.
Pohyby hvězd jsou poměrně jemné a při jejich obíhání kolem středu Mléčné dráhy se tlačí prostřednictvím gravitačních interakcí. Existují však i jiné, katastrofičtější události, které mohou způsobit, že se hvězdy budou pohybovat vesmírem mnohem rychleji.
Když se binární pár hvězd dostane příliš blízko k supermasivní černé díře ve středu Mléčné dráhy, jedna může být pohlcena černou dírou. Druhý má nyní rychlost, bez přidané hmotnosti jeho společníka. To mu dává vysokorychlostní kop. Přibližně jednou za 100 000 let je hvězda vyhozena přímo z Mléčné dráhy z galaktického středu.
Darebná hvězda je vyhozena z galaxie. Poděkování: NASA, ESA a G. Bacon (STScI)
Jiná situace může nastat, když menší hvězda obíhá kolem superhmotného společníka. Postupem času se hmotná hvězda nafoukne jako veleobr a poté exploduje jako supernova. Jako kámen uvolněný z praku, menší hvězda již není držena na místě gravitací a řítí se do vesmíru neuvěřitelnou rychlostí.
Astronomové detekovali tyto hyperrychlostní hvězdy pohybující se rychlostí 1,1 milionu kilometrů za hodinu vzhledem ke středu Mléčné dráhy.
Všechny metody pohybu hvězd, o kterých jsem dosud mluvil, jsou přirozené. Ale dokážete si představit budoucí civilizaci, která se stane tak mocnou, že by dokázala pohnout samotnými hvězdami?
V roce 1987 ruský astrofyzik Leonid Shkadov představil techniku, která dokázala pohybovat hvězdou po dlouhou dobu. Postavením obrovského zrcadla a jeho umístěním na jednu stranu hvězdy by samotná hvězda mohla fungovat jako tryska.
Příklad hvězdného motoru využívajícího zrcadlo a Dyson Swarm. Kredit: Vedexent na Anglická Wikipedie (CC BY-SA 3.0)
Fotony z hvězdy by se odrážely od zrcadla a udělovaly hybnost jako sluneční plachta. Samotné zrcadlo by bylo dostatečně hmotné na to, aby jeho gravitace přitahovala hvězdu, ale světelný tlak hvězdy by jí zabránil spadnout dovnitř. To by vytvořilo pomalý, ale stálý tlak na druhou stranu hvězdy, který by ji urychlil jakýmkoli směrem. civilizace chtěla.
Během několika miliard let mohla být hvězda přemístěna v podstatě kamkoli si civilizace v rámci své hostitelské galaxie přála.
To by byla skutečná civilizace typu III. Obrovské impérium s takovou silou a schopnostmi, že mohou přeskupit hvězdy v celé své galaxii do konfigurace, kterou považují za užitečnější. Možná uspořádají všechny hvězdy do obrovské koule nebo nějakého druhu geometrického objektu, aby minimalizovali dobu přechodu a komunikace. Nebo možná dává větší smysl je všechny natlačit na čistý plochý disk.
Je úžasné, že astronomové skutečně hledali galaxie jako je tato. Teoreticky by galaxie pod kontrolou civilizace typu III měla být zřejmá podle vlnové délky světla, které vydávají. Zatím se ale nikdo neobjevil. Všechno jsou to normální, přirozené galaxie, pokud můžeme vidět ve všech směrech.
Během našich krátkých životů to vypadá, jako by obloha zamrzla. Hvězdy zůstávají navždy na svých přesných pozicích, ale kdybyste mohli zrychlit čas, viděli byste, že vše je neustále v pohybu, s hvězdami pohybujícími se tam a zpět, jako letadla po obloze. Musíte být trpěliví, abyste to viděli.
Podcast (audio): Stažení (Trvání: 11:07 – 3,8 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
Podcast (video): Stažení (Trvání: 11:11 – 145,3 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS