Pri tomto type hviezdy je to nezvyčajné. Príčina zostáva záhadou, ale nie je vylúčené, že rýchlo speje k teoretikmi predpovedanému osudu - výbuchu.
Charles Townes (1915), emeritný profesor fyziky Kalifornskej univerzity v Berkeley (USA), je vedec s najvyššou reputáciou. Okrem iných pôct získal v roku 1964 Nobelovu cenu.
Bola mu odelená za kľúčové výsledky, ktoré viedli k nejednému dnešnému technickému zázraku, bez ktorého si už mnohí z nás prakticky neviedia predstaviť život.
Konkrétne: za objav a náčrt využití laseru a maseru čiže mikrovlnného laseru. Vrcholné vedecké ocenenie zdieľal s Rusmi Nikolajom Basovom a Alexandrom Prochorovom.
Charles Townes v roku 2005 počas prednášky na Čínskej univerzite v Hongkongu.
Foto: The Chinese University of Hong Kong
Vesmírna lupa
Charles Townes sa dlhodobo zaujíma o astronomické problémy, najmä o medzihvezdnu hmotu a o hviezdy. So skupinou berkeleyských kolegov vyvinul ISI (Infrared Spatial Interferometer), prvý astronomický interferometer, prístroj na určovanie štruktúry vesmírnych objektov, ktorý pracoval na stredných infračervených vlnových dĺžkach.
Hlavné zložky ISI tvoria tri zrkadlá, z ktorých každé má priemer 1,65 metra. Sú pohyblivé a možno ich rozostaviť tak, aby boli od seba vzdialené 4 až 70 metrov.
Kombináciou svetla zo zrkadiel sa získava rozlíšenie podrobností pozorovaného objektu, zodpovedajúce ďalekohľadu veľkému ako vzdialenosť zrkadiel. Pri najdlhšej základni (70 metrov) rozlíši na vlnovej dĺžke 11 mikrometrov tri tisíciny oblúkovej sekundy!
ISI slúži najmä na výskum hviezd a ich blízkeho okolia. Umiestnený je na známom observatóriu Mount Wilson v južnej Kalifornii, kde Edwin Hubble objavil rozpínanie vesmíru. ISI patrí Laboratóriu kozmických vied Kalifornskej univerzity v Berkeley. Vedeckým šéfom je stále Charles Townes, hoci tento rok v júli oslávi už 94. narodeniny.
Tri zrkadlá ISI pri sebe...
Foto: University of California at Berkeley
...a dve z nich rozmiestnené do pracovných pozícií.
Foto: University of California at Berkeley
Obor obrov v Orióne
Už vyše 15 rokov s kolegami pomocou ISI pozoruje hviezdu Betelgeuze čiže alfu Orióna, jasný oranžovočervený objekt vľavo hore na hlavnom obrazci tohto populárneho zimného súhvezdia.
Hviezdy sú od nás (samozrejme okrem najbližšej, Slnka) všeobecne tak ďaleko, že aj ten najmohutnejší ďalekohľad ich zväčša zobrazí ako svetelné body. Neplatí to však absolútne. Interferometre už od roku 1921 umožňujú priame určovanie ich rozmerov - prvým úspešným prípadom bola práve Betelgeuze.
Vtedy sa na tom podieľal aj Albert Michelson (s Francisom Peaseom), ktorý predtým v roku 1907 dostal ako vôbec prvý Američan prírodovednú Nobelovu cenu. Jeho interferometrické merania rýchlosti svetla, ktoré mu vyniesli túto poctu, o. i. poslúžili inému Albertovi - Einsteinovi - na vybudovanie špeciálnej teórie relativity.
Betelgeuze patrí medzi takzvaných nadobrov, hviezdy s mimoriadne rozsiahlymi riedkymi vonkajšími vrstvami, pričom v tomto prípade ide o chladného nadobra. V roku 1996 vzbudilo senzáciu, keď jej kotúčik ako prvej hviezdy okrem Slnka priamo zobrazil Hubblov kozmický ďalekohľad.
Je to skutočne rozmerné teleso - veď v našej slnečnej sústave by siahala až po obežnú dráhu Jupitera. Podľa meraní získaných s ISI sa však od roku 1993 zmenšila dokopy o hodnotu, ktorá približne zodpovedá vzdialenosti Slnko-Venuša, čo je 108 miliónov kilometrov.
Kotúčik Betelgeuze (vľavo hore) cez Hubblov kozmický ďalekohľad. Pod ním sú mierky, udávajúce zhora nadol veľkosť hviezdy, veľkosť orbity Zeme a veľkosť orbity Jupitera. Vpravo je záber hlavného obrazca súhvezdia Orión, polohu Betelgeuze označujú šikmé čiarky, kolmé na nej aj iných jasných hviezdach sú optický efekt.
Foto: Andrea Dupree/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Ronald Gilliland /STScI, NASA, ESA
Každý rok percento dole
Betelgeuze sa pritom scvrkáva systematicky - priemerne o 1 percento ročne. Povrch tejto hviezdy ustupuje do jej vnútra rýchlosťou približne 700 kilometrov za hodinu!
Charles Townes to teraz v júni oznámil s tromi kolegami v časopise The Astrophysical Journal Letters. Navyše spolu s jedným z nich - takisto berkeleyským Edwardom Wishnowom - o veci aj prednášal na letnej konferencii Americkej astronomickej spoločnosti, ktorá sa konala v kalifornskej Pasadene.
Hoci Betelgeuze patrí medzi nepravidelné premenné hviezdy, jej jas podľa pravidelných pozorovaní, ktoré robia aj amatérski astronómovia, nevykazuje nijaký stabilný pokles, ktorý by zodpovedal jej zmenšovaniu v posledných 15 rokoch. Stále je ale možné aj to, že ide o cyklickú premennosť, azda s periódou niekoľkých desaťročí.
Popravde zatiaľ nemožno robiť nijaké závery. Zmenšovanie sa podľa všetkého nedá vysvetliť ani veľkou škrvnou, ktorú systém ISI zaznamenal na povrchu Betelegeuze v roku 2006.
Tak či onak, Betelgeuze sa voči hodnote, ktorú nameral v roku 1921 Albert Michelson a platila ešte na začiatku jej pozorovaní pomocou ISI v roku 1994, zmenšila o 15 percent.
Pozorovania veľkosti Betelgeuze s ISI. Na zvislej osi sú rozmery hviezdy v oblúkových milisekundách, na vodorovnej čas.
Ilustrácia: C. H. Townes et al./The Astrophysical Journal Letters
Najbližšie veľké nebeské divadlo?
Astrofyzici aj ostatní hlbší záujemcovia o vesmír s lepšie vyvinutou fantáziou (čo je v tejto sfére nevyhnutná súčasť odbornej kvalifikácie, len to treba náležite korigovať triezvosťou pri overovaní predstáv a predbežných pracovných záverov) však majú aj sugestívnejšie vysvetlenie. Betelgeuze totiž speje ku katastrofe.
Aj keď ide o pomerne mladú, asi 8,5-miliónročnú hviezdu, vzhľadom na jej vysokú hmotnosť (okolo dvadsiatich hmotností Slnka) je už určite blízko konca svojej žiarivej kariéry. Astrofyzici považujú chladných nadobrov za veľmi pravdepodobných kandidátov na hviezdny výbuch označovaný ako supernova.
Na čosi nezvyčajné poukazujú náznaky, že scvrkávanie Betelgeuze, hoci na prvý pohľad budí dojem hladkého trendu, sa predsa len z roka na rok zrýchľuje (pozri graf pozorovaní vyššie). Podľa teoretikov to môže signalizovať nástup takzvaného gravitačného kolapsu, zmršťovania stredu hviezdy, vedúceho k supernove.
Betelgeuze od nás leží pomerne ďaleko, asi 640 svetelných rokov (1 svetelný rok = 9,46 bilióna kilometrov). Keby vybuchla ako supernova - odborníci v tejto súvislosti hovoria o horizonte tisícročia, ale mohlo by to byť kedykoľvek a azda sa to už, vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia svetla, aj stalo - Zem a život na nej by to nemalo ohroziť.
Týka sa to aj mohutného záblesku žiarenia gama, ktorý by mohla pri výbuchu vyslať masívna hviezda ako Betelgeuze a ktorý by i pri jej vzdialenosť mohol ovplyvniť ovzdušie a biosféru Zeme. Supernovy však také záblesky vysielajú smerovane pozdĺž rotačnej osi, pričom rotačná os Betelgeuze nemieri k nám.
Zhliadli by sme ale skvelé nebeské divadlo. Vybuchnuvšia Betelgeuze by bola jasnejšia ako Mesiac. Zatienila by najvýraznejší taký jav v známej histórii - supernovu z roku 1006, o ktorej zanechali správy najmä čínski, kórejskí a japonskí hvezdári, ale aj viacerí pozorovatelia z islamského sveta a Európy.
Desiatky dní by ju malo byť vidno aj cez deň. Dočkajú sa takého pohľadu už dnešní pozemšťania?
Zo supernovy 1006 zostali tieto rozpínajúce sa trosky hviezdy, vzdialené od nás asi 7000 svetelných rokov: snímka je zložená z pozorovaní satelitom NASA Chandra v röntgenovom žiarení (tmavomodré tóny), ďalekohľadmi na zemskom povrchu v bežnom svetle (žlté, oranžové a svetlomodré) a napokon rádioteleskopmi (červené).
Foto: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/G.Cassam-Chenaï, J.Hughes et al.; Optical: Middlebury College/F.Winkler, NOAO/AURA/NSF/CTIO Schmidt & DSS; Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell
Hlavné zdroje: The Astrophysical Journal Letters z 1. júna 2009; Komuniké University of California at Berkeley z 9. júna 2009.
