Hvězdy se rodí v hustějších oblastech gigantických plynno–prachových mlhovin. I když se pak kolem „hotové“ rozžehnuté hvězdy vlivem tlaku záření a slunečního větru (proudů ionizovaných částic neustále vylétávajících z povrchu hvězdy na všechny strany rychlostí několika set kilometrů za sekundu) její okolí částečně „pročistí“, i tak je v obrovském prostoru, jež ji obklopuje, mnohem vyšší hustota částic v porovnání s mezihvězdnými dálavmi. Tvoří se jakási hvězdná obálka (v angličtině se používá slovo cocoon – zámotek, obal) a k její formování samozřejmě přispívá gravitace i zmíněný hvězdný vítr. Když pak stárnoucí hvězda v agonii vybuchne jako supernova, její vnější vrstvy se s obrovskou energií „rozfouknou“. Rázová vlna nepředstavitelnou rychlostí expanduje, naráží na částice původní hvězdné obálky, čímž dochází k extrémnímu ohřevu hmoty na teploty, při kterých i atomy těžších prvků přicházejí o všechny elektrony. Důkaz o existenci tohoto mechanizmu poskytl japonský vesmírný satelit Suzaku. Šéf týmu astronomů Yamaguchi Hiroya z japonského Ústavu pro fyzikální a chemický výzkum tvrdí: "Toto je první důkaz nového typu zbytku po supernově, jež byl zahříván těsně po výbuchu."
Na palubě družice Suzaku je vysoce citlivý zobrazovací rentgenový spektrometr (XISs), který dokáže rozlišit spektrum záření podle energie v podstatě stejným způsobem, jako hranol rozkládá světlo do jednotlivých barev duhy. Díky tomu se Midorimu Ozawovi, postgraduálnímu studentovi z Univerzity v Kjotó, který je členem Yamaguchihom týmu, podařilo v rentgenovém spektru mlhoviny IC 443, jež je známa pod jménem Medúza, objevit neobvyklé, dosud neodhalené anomálie. Energie, kterým odpovídají, umožnily astronomům pochopit, jak toto záření vzniklo. Jeden z vrcholů v rentgenovém spektru přináleží teplotám kolem 7 miliónů stupňů. Toto záření by měly vysílat rychle se pohybující volné elektrony, když je působení kladně nabitých ionizovaných atomových jader vychyluje z původních drah. Další „vyskočené“ hodnoty v rentgenovém spektru mlhoviny Medúza jsou ještě zajímavější. Odpovídají energiím, které emitují scela ionizovaná jádra křemíku a síry, když mají to štěstí a podaří se jim zachytit elektron a snížit tak stupeň své ionizace (rekombinují).
Právě některé charakteristiky v rentgenovém spektru „signalizují přítomnost velkého množství atomů křemíku a síry, které přišly o všechny elektrony,“ vysvětluje Yamaguchi. Jenže na to, aby se atom křemíku úplně ionizoval, tedy, aby se „vzdal“ všech svých elektronů, je nezbytná teplota nad 17 milionů oC a pro síru dokonce ještě více. V současné mlhovině takové podmínky nemohou vznikat. Existence těchto iontů je důkazem extrémního ohřevu plazmového oblaku, jenž expanduje po výbuchu supernovy. Teploty v něm dosahují až 55 miliónů oC, což je přibližně 10 000 krát více než na povrchu Slunce. Jak ale rozpínání pokračuje a rázová vlna přechází do stále řidšího mezihvězdného prostoru, kde je v jednom krychlovém centimetru stěží jeden atom, rychle chladne a i hustota její hmoty prudce klesá. K vzájemným srážkám částic již pak dochází jenom sporadicky a ionizovaným jádrům těžších prvků může trvat celá tisíciletí, než se jim podaří alespoň částečně zasytit svůj hlad po elektronech. Proto i teď jsou v mlhovině Medúza přítomny.
Yamaguchiho týmu se podobnou situaci podařilo odhalit i v další mlhovině – zbytku po supernově W49B, jež se nachází v souhvězdí Orla, ve vzdálenosti 35 tisíc světelných let. V pracho-plynném oblaku detekovali jádra atomů železa, které při explozi přišly o všechny elektrony. Na takový stupeň ionizace je nevyhnutná teplota kolem 30 milionů oC. Je to téměř dvojnásobek teploty, která odpovídá energiím volných elektronů, jejichž existenci satelit pomocí rentgenového záření v této mlhovině prokázal.
Zdroje: NASA/Suzaku
Diskuze:
