Video

Transkripce

Která hvězda je tou největší ve vesmíru?

A proč je tak velká?

A co jsou to vlastně hvězdy?

Věci, které by chtěly být hvězdami.

Naši cestu začneme na Zemi.

Ne abychom se něco naučili,

ale jen abychom dostali matný smysl pro měřítko.

Nejmenší věci, které disponují některými vlastnostmi hvězdy,

jsou plynní obři nebo hnědí trpaslíci.

Jako třeba Jupiter,

nejtěžší planeta naší sluneční soustavy.

Je 11x větší a 317x těžší než Země,

a je víceméně tvořen ze stejného materiálu jako je naše Slunce.

Jen ho má mnohem méně.

Přechod ke hvězdám začíná hnědými trpaslíky.

Neúspěšnými hvězdami, které jsou velké zklamání pro jejich mámy. Jsou 13x až 90x hmotnější než Jupiter.

Takže i kdybychom sebrali 90 Jupiterů a hodili je do sebe,

nestačilo by to k vytvoření hvězdy (ačkoli by to byla zábava sledovat).

Je zajímavé, že přidáním více hmotnosti se hnědí trpaslíci nezvětší, jen to přidá jejich vnitřku na hustotě.

To zvýší tlak na jádro na tolik, aby pomalu začaly některé jaderné reakce,

a aby objekt začal trochu svítit.

Takže hnědí trpaslíci jsou tak trochu svítící plynní obři,

kteří pořádně nepasují do žádné kategorie.

My ale chceme mluvit o hvězdách a ne o rádoby hvězdách, takže se trochu poposuneme.

Hvězdy hlavní posloupnosti

Jakmile obří plynné koule dosáhnou určitého bodu v hmotnosti,

jejich jádro bude dostatečně teplé a husté, aby se vznítilo.

V jádrech je vodík stlačen na helium, což vytváří obrovskou spoustu energie.

Hvězdy, které jsou toho schopny, jsou zvány hvězdy hlavní posloupnosti.

Čím je hvězda hlavní posloupnosti těžší, tím vyšší teplotou a jasností září, a tím kratší dobu žije.

Jakmile je fáze spalování vodíku u konce, hvězdy rostou

až na několikasetnásobek původní velikosti.

Ovšem tato obří fáze trvá jen zlomek jejich života.

Budeme tedy srovnávat hvězdy, které jsou ve zcela různých fázích života.

Neznamená to, že by byly méně zajímavé,

Ale asi je dobře mít na paměti, že budeme srovnávat “děti” s “dospělými”.

A nyní zpátky na začátek.

Nejmenšími skutečnými hvězdami jsou rudí trpaslíci s hmotností zhruba 100 Jupiterů.

Tato hmotnost jen tak tak stačí na fůzi vodíku a tvorbu helia.

Protože nejsou moc hmotní, jsou malí, mají nízkou teplotu a září velice chabě.

Jsou to jediné hvězdy hlavní posloupnosti, které během svého umírání nenarostou,

ale spíše zhasnou.

Rudí trpaslíci jsou zdaleka nejběžnějším typem hvězd ve vesmíru.

Protože své palivo spalují velmu pomalu, trvá jim to až 10 bilionů let.

Tož je skoro tisíckrát déle než je momentální věk vesmíru.

Např. jednou z nejbližších hvězd k Zemi je rudý trpaslík jménem Barnardova hvězda.

Ten září až moc slabě na to, aby byl spatřen bez teleskopu.

Chcete-li se dozvědět víc, vytvořili jsme video věnované rudým trpaslíkům.

Dalšími hvězdami jsou hvězdy podobné Slunci.

Bylo by slabé slovo říci, že Slunce dominuje sluneční soustavě,

protože tvoří až 99,6% její hmotnosti.

Má mnohem vyšší teplotu a jasnost než rudí trpaslíci, což její životní cyklus zkracuje na zhruba 10 miliard let.

Slunce je sedmkrát těžší než Barnardova hvězda,

jenže je zároveň skoro 300x zářivější a má dvakrát větší teplotu.

Přesuňme se k větším hvězdám.

Malé změny ve hmotnosti znamenají ohromné změny v jasnosti hvězd hlavní posloupnosti.

Nejjasnější hvězda noční oblohy, Sirius A, má hmotnost dvou Sluncí a průměr 1,7x větší než Slunce.

Ovšem na jeho povrchu je teplota 10000°C a září tak 25x více než Slunce.

Taková záře zkracuje jeho životnost o čtyřnásobek na zhruba 2,5 miliardy let.

Hvězdy skoro desetkrát těžší než Slunce mají teplotu na povrchu téměř 25000°C.

Soustava Beta Centauri obsahuje dvě takové hmotné hvězdy, kde každá září 20000x silněji než Slunce.

To je dost sily pocházející od něčeho, co je 13x větší než Slunce.

Budou však plát pouhých asi 20 milionů let.

Během doby nutné k oběhu kolem galaxie zahynou celé generace těchto modrých hvězd.

Je to tedy pravidlo?

Čím větší hmotnost, tím větší hvězda?

Nejtěžší hvězdou, kterou známe, je R136a1.

Váží 315x víc než slunce a září téměř 9000000x jasněji než naše Slunce.

A přesto, navzdory své neuvěřitelné hmotnosti a síle, je sotva 30x větší než Slunce.

Tato hvězda je natolik extrémní a jen tak tak drží pohromadě díky gravitaci, že ztrácí

321 biliard tun materiálu skrze hvězdné větry.

A to za každou sekundu.

Hvězdy tohoto typu jsou mimořádně vzácné, protože tak trochu porušují pravidla tvorby hvězd.

Když se zrodí superhmotné hvězdy, mají velmi vysokou teplotu a jasně září,

a to odvane veškerý plyn, který by jim mohl přidat na hmotnosti.

Takže hmotnostní limit pro takovou hvězdu je zhruba 150-násobek Slunce.

Hvězdy R136a1 se pravděpodobně zrodily skrze sloučení několika hvězd s vysokou hmotností

v hustých oblastech, kde se rodí hvězdy, a zde spálí veškerý vodík v jádrech během několika milionů let.

To znamená, že jsou vzácné a žijí krátkou dobu.

Odtud dál už růst hvězd není v tom, že by byly těžší,

ale abychom dostali ty největší hvězdy, musíme je zabít.

Rudí obři

Když hvězda hlavní posloupnosti začne spalovat poslední zbytky vodíku v jádru,

začne se srážet, což zvyšuje teplotu a hustotu.

To vede k teplejší a rychlejší fůzi, která bojuje s gravitací,

a vnější vrstvy hvězdy se nadmou, čímž začne obří fáze hvězdy.

A z takových hvězd se stanou skuteční obři.

Např. Gacrux, který má jen o 30% větší hmotnost než Slunce,

se nadmul na zhruba 84-násobek průměru Slunce.

Až však Slunce vstoupí do poslední fáze života, bude ještě větší.

Bude mít až 200x větší průměr než dnes.

V této poslední fázi života pohltí planety vnitřní sluneční soustavy.

A myslíte-li si, že tohle je úctyhodné, představme si konečně ty největší hvězdy ve vesmíru.

Hyperobři

Hyperobři jsou obří fáze těch nejtěžších hvězd ve vesmíru.

Mají ohromnou plochu, která vyzařuje ohromné množství světla.

Protože jsou tak velcí, sami se vyhazují do povětří, jelikož gravitace na jejich povrchu je moc slabá na to,

aby udržela horkou hmotu, která je odvrhována silnými slunečními větry.

Pistolová hvězda, modrý obr pojmenovaný podle své záře, váží 25x víc než Slunce, ale má 300x větší průměr.

Je těžké říci, jak dlouho bude Pistolová hvězda žít, zřejmě to ale bude jen pár milionů let.

Ještě větší než modří hyperobři jsou žlutí hyperobři.

Nejprostudovanějším žlutým hyperobrem je hvězda Rho Cassiopeiae, hvězda natolik jasná,

že jí lze spatřit pouhým okem, ačkoli se nachází tisíc světelných let daleko od Země.

Je 40x těžší než Slunce, má zhruba 500x větší průměr a je 500000x jasnější.

Kdyby Země byla stejně blízko Rho Cassiopeiae jako je našemu Slunci,

byla by uvnitř hvězdy a vy byste byli zcela mrtví.

Žlutí hyperobři jsou ovšem vzácní.

Známe jich jen 15.

To znamená, že jsou to zřejmě pouze průběžná stádia hvězd o krátkém trvání,

kdy hvězda roste a zase se srazí mezi různými fázemi hyperobrů.

Nakonec jsou tu rudí hyperobři, kde se dostáváme k největším známým hvězdám,

a dost možná k největším možným hvězdám.

Kdo je tedy vítěz této šílené soutěže?

Pravdou je, že nevíme.

Rudí hyperobři jsou velmi zářiví a vzdálení, což znamená, že i malé nejistoty v našem měření

mohou znamenat velké omyly v určení velikosti.

A co je horší, rudí hyperobři jsou giganti velikosti slunečních soustav, které se roztrhávají na kusy,

což jejich měření ještě komplikuje.

Zatímco my děláme ve vědě pokroky a naše nástroje se zlepšují, držitelé titulu “největší hvězdy” se střídají.

Hvězda, která by momentálně měla být tou největší, kterou jsme objevili, by měla být Stevenson 2-18.

Zřejmě se zrodila jako hvězda hlavní posloupnosti s několikanásobnou hmotností našeho Slunce,

a dosud ztratila asi polovinu své hmotnosti.

Zatímco typičtí rudí hyperobři jsou 1500x větší než Slunce,

největší hrubé odhady přisuzují Stevensonu 2-18 průměr 2150 Sluncí

a záři půl milionu Sluncí.

Ve srovnání s ním Slunce vypadá jako smítko prachu.

Naše mozky nemají kapacitu pochopit takovou škálu.

I s rychlostí světla by cesta okolo hvězdy trvala 8,7 hodin.

Nejrychlejšímu letadlu by cesta zabrala 500 let

a byla-li by umístěna na místě Slunce, pohltila by oběžnou dráhu Saturnu.

Běhen svého vývoje zřejmě ztratí ještě víc hmotnosti a srazí se do další, teplejší fáze hyperobra

a ve svém jádru vytvoří těžké prvky, než nakonec exploduje v supernovu.

Tím svůj plyn vrátí galaxii.

Z tohoto plynu se pak vytvoří nová generace hvězd všech velikostí,

čímř znovu začne cyklus zrození a smrti, který rozzáří vesmír.

Začněme s touto cestou znovu, akorát nyní bez mluvení.

Vesmír je velký.

Je v něm mnoho velkých věcí.