Tato galaxie je zázrakem stvoření i zkázy. Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale v současné době není pořad v iVysílání dostupný
Video není k dispozici

Mléčná dráha Je to zázrak stvoření i zkázy. Název Mléčná dráha zní příjemně. Ale Mléčná dráha je ve skutečnosti monstrum. Je to jen jedna z miliard galaxií a my žijeme na jejím okraji. Vědci nedávno objevili dvě malé galaxie, které procházejí Mléčnou dráhou. Její panorama tvoří zářící hvězdy i oslepující prach. Je překvapivé, jak málo světla z poměrně jasné Mléčné dráhy doletí až k nám. Naše galaxie je plná extrémů. Některé hvězdy se v ní líně potulují, jiné jsou vymršťovány rychlostí milionů kilometrů za hodinu. Astronomům se podařilo dohlédnout až do temného srdce galaxie.

Naše místo v Mléčné dráze

Její průměr činí 100 000 světelných let. Má bilionkrát větší hmotnost než naše Slunce. Všechno začalo asi před 13 miliardami let. A proces stále pokračuje. Galaxie Mléčná dráha je mimořádně rušné místo. Jako bychom byli někde na stavbě. Pořád se tu něco děje. Staré hvězdy umírají, což je podobné tomu, když zbouráte dům. Ze zbylého materiálu pak vznikají nové hvězdy. Na okraji staveniště leží naše malá Sluneční soustava. A nejen ona. Mléčnou dráhu si můžeme představit jako skupinu příbuzných hvězd, se kterými putujeme vesmírem a obíháme společný střed. Z jejích dlouhých spirálních ramen můžeme vyčíst, jak to vlastně celé začalo. A také, jak to skončí.

Za jasných letních nocí se hvězdy Mléčné dráhy jeví jako zářivý pás na obloze. Staří Egypťané věřili, že tato hvězdná řeka vede do posmrtného života. Poprvé ji však pojmenovali řečtí učenci. Název Mléčná dráha vychází z pojmu Galaktos, což je řecké slovo pro mléko. Tak vznikla „Galaxie“. V minulosti lidé věřili, že žijeme v centru vesmíru. Teď už víme, že nežijeme ani v centru naší vlastní galaxie! Když se díváme na noční oblohu a vidíme pás hvězd, kterému říkáme Mléčná dráha, ve skutečnosti vidíme jen spirální rameno. Ze Země nemůžeme spatřit centrum galaxie, vidíme jen jedno ze spirálních ramen, které leží o několik tisíc světelných let blíže k centru. Když se díváme ze Země na Mléčnou dráhu, je to, jako bychom pozorovali hranu mince. Nemáme šanci vidět její skutečný tvar. Nicméně, pokud byste si galaxii prohlédli, zjistili byste, že má tvar disku, něco jako freesbee. Dokážete si ji představit v celé její kráse, i když je natolik tenká, že ji celou neuvidíte.

Zkuste si představit, že je Mléčná dráha nějaké město. Má své centrum s vysokými budovami a je tam hodně živo. Taková je i naše Galaxie. Pak se přesunete na předměstí, kde se žije příjemněji, klidněji. Skvělé místo k založení rodiny. A právě v takovém místě žijeme i my. Naše Sluneční soustava leží na jednom ze spirálních ramen Mléčné dráhy, 26 000 světelných let od centra. Galaxie je tak obrovská, že Zemi trvá více než 200 milionů let, než jednou oběhne její střed. Slunce se nachází v místě, které si můžeme představit jako předměstí, dále od centra. Jenže z předměstí netušíte, jak to vypadá na opačném konci města, protože tam nedohlédnete.

Malý Magellanův oblak Čím více se vzdalujeme od centra, až za hranice předměstí, tím je populace řidší. Tam už začíná venkov. V naší galaxii jej tvoří halo, sestávající z velmi starých hvězd obíhajících kolem galaxie. Neohraničeným halem kolem Mléčné dráhy to nekončí. Prostor se táhne daleko za náš okres, až k něčemu, co nazýváme místní skupinou galaxií. Pokud si představíme Mléčnou dráhu jako Los Angeles, pak jsou místní skupiny galaxií okresy v rámci Kalifornie. Dohromady vytvářejí celý stát. Kromě naší obří Mléčné dráhy, a dokonce ještě větší Galaxie v Andromedě, se místní skupina skládá z téměř padesáti menších galaxií. Ta nejbližší je od nás vzdálená asi 40 000 světelných let. Dvě relativně mladší trpasličí galaxie, Velký a Malý Magellanův oblak, obíhají naši Mléčnou dráhu a obě jsou snadno pozorovatelné z jižní polokoule. To jsou ty nejmenší galaxie, kterých je v naší místní skupině několik desítek. Velké galaxie jsou v menšině.

Kulová hvězdokupa M80 (NGC 6093) Naše místo na samém okraji galaxie má výhodu například v jasnějším výhledu na okolí Mléčné dráhy. Můžeme pozorovat další části vesmíru, sousední galaxie i kupy galaxií kolem naší místní skupiny. Uvnitř hala Mléčné dráhy jsou obrovské kulové hvězdokupy. Kulové hvězdokupy jsou husté oblasti plné hvězd, které mají podobné složení. Jsou to jakási etnická předměstí Mléčné dráhy. Kulové hvězdokupy vznikly, když byla galaxie velmi mladá. Právě tady se vytvořily první hvězdy. Jsou staré 12 až 13 miliard let. Je v nich možná i milion hvězd. Kulové hvězdokupy, téměř tak staré jako sám vesmír, nám pomohly pochopit, kde je naše místo v galaxii. Vědci pozorovali kulové hvězdokupy, ale jejich střed nám byl vzdálený. A tehdy poprvé zjistili, kde by mohlo ležet centrum naší galaxie. Hvězdokupy neobíhaly kolem nás, ale kolem oblasti vzdálené asi 27 000 světelných let.

Typy galaxií

Nikdy se nedostaneme dost daleko, abychom naši Galaxii spatřili na vlastní oči. Ale díky zkoumání dalších galaxií, má věda poměrně přesnou představu o Mléčné dráze. Když astronomové poprvé pozorovali galaxie pomocí dalekohledů, ještě nevěděli, že to jsou galaxie. Mysleli si, že to jsou mlhoviny. Už tehdy ale byli ohromeni krásou spirálovitého tvaru. Pro astronomy bylo přirozené klasifikovat galaxie podle tvaru. Rozeznávají čtyři základní tvary: Eliptický, který nerotuje a je tvořen staršími hvězdami. Čočkový, s galaktickou výdutí a s diskem, kde se nové hvězdy prakticky netvoří. Nepravidelný, který nemá zřetelný tvar, jako třeba Magellanovy oblaky. A spirální. Sem patří i Mléčná dráha, která elegantně krouží vesmírem. Tvoří ji starší i nové hvězdy.

Galaxie Centaurus A (foto: ESO, wikimedia.org) V minulosti si badatelé mysleli, že z eliptických galaxií se časem stanou spirální, nebo že se spirální spojí a vytvoří eliptickou. Nebylo snadné zjistit, v jaké fázi se právě nacházejí. Dnes víme s jistotou, že eliptické galaxie jsou vesměs obrovské. Centaurus A, eliptická galaxie, která je vzdálená asi 13 milionů světelných let, naznačuje, proč jsou eliptické galaxie tak velké. Je hodně důkazů, že se uvnitř nachází spirální galaxie, která byla pohlcena větší galaxií. Nyní se tedy nevylučuje, že obří eliptické galaxie mohly vzniknout sloučením několika spirálních či podobných galaxií. Mléčné dráze nehrozí, že by měla být brzy pohlcena. Střed naší spirální galaxie ale skrýval překvapení.

Centrum Mléčné dráhy

Nedávno bylo zjištěno, že Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou. Skrze střed prochází pás hvězd, ze kterého vybíhají spirální ramena. Nejznámější hvězdná příčka v galaxii je dlouhá 27 000 světelných let. Přitahuje k sobě 30 milionů hvězd. Hvězdná příčka v naší galaxii je přirozeným důsledkem gravitace, tedy vzájemných gravitačních sil jednotlivých hvězd. Stejně tak vznikl disk naší galaxie i galaktická výduť. A tak se také stane, že hvězdy vytvoří příčku. Střed Mléčné dráhy obklopuje velká centrální výduť. Je tvořena hvězdami starými většinou 10 až 11 miliard let.

Sagitarius A Velikost výduti souvisí s nejzajímavějším prvkem Mléčné dráhy: superhmotnou černou dírou. I když by se snadno vešla do prostoru mezi Zemí a Slunce, je čtyřmilionkrát hmotnější než naše Slunce. Tento údaj zní hrozivě, ale i jiné galaxie mají centrální černé díry, které jsou až miliardkrát hmotnější než Slunce. My sice té naší říkáme superhmotná černá díra, ale proti jiným je to prcek. Černé díry nemůžeme vidět přímo, protože z nich neunikne ani světlo. Astronomové však galaktické epicentrum objevili pomocí zdroje rádiového záření v souhvězdí Střelce. Nazvali jej Sagitarius A. Tento objev vědeckou obec nadchl.

Černá díra uprostřed naší galaxie rotuje rychlostí přibližně jedné otáčky za jedenáct minut. Hvězdy v centrální oblasti jsou zachycovány gravitací černé díry a pohybují se spolu s ní rychlostí pěti milionů kilometrů za hodinu. Černá díra nejvíce ovlivňuje centrální oblast. My na Zemi její gravitaci vůbec necítíme, protože obíháme galaxii daleko od středu. Gigantické síly v centru galaxie jsou potlačovány nepředstavitelnou velikostí Mléčné dráhy. Název Mléčná dráha zní jako něco příjemného. Jako čokoládová tyčinka. Ale Mléčná dráha je monstrum. Je neuvěřitelně obrovská. Jen si vezměte naši Sluneční soustavu: i těm nejrychlejším raketám trvá roky, než se dostanou k Saturnu nebo Jupiteru. Kdyby měla Sluneční soustava velikost cédéčka, pak by byla Mléčná dráha velká jako naše Země.

Zkoumání naší galaxie

Zrnka kosmického prachu Ta velikost je nepředstavitelná. A to ještě není všechno. I když se největší aktivita galaxie soustřeďuje do jejího středu, také velkolepá spirální ramena skrývají velká překvapení. Právě tady vznikají hvězdná předměstí, právě tady se neustále rodí nové hvězdy. Velikost naší galaxie bere dech, a to ji vědci teprve začali zkoumat. Protože se nacházíme na jejím předměstí, není snadné dohlédnout do dalších oblastí. Ve výhledu nám navíc brání mlhavé oblaky kosmického prachu. Dokonce ani nejvýkonnější dalekohledy nedokáží proniknout tmou. Chceme-li se o Mléčné dráze dozvědět víc, potřebujeme něco lepšího než oči a čočky dalekohledů. Mléčná dráha je nejen rozlehlá. Navíc se ještě rozpíná do volného prostoru. Je to neuvěřitelně rušná oblast se zajímavými obyvateli: s hvězdokupami, s mlhovinami i s vetřelci z jiných galaxií.

Nová technika nás nutí přehodnotit staré postoje. Ukazuje nám něco, co nás předtím ani nenapadlo. Žijeme na prašné planetě, v prašné galaxii, v prašném vesmíru. Prázdný prostor není ani zdaleka prázdný. Dalekohledy dohlédnou pouze k nejbližšímu prachovému oblaku, což vůbec není daleko. Větší část galaxie je pro nás neviditelná, protože je plná prachových oblaků. Tyto oblaky blokují světlo většiny hvězd. Je překvapivé, jak málo světla z naší poměrně jasné Mléčné dráhy se dostane až k nám. Prach jej zkrátka blokuje. Viditelné světlo tvoří jen část energetického spektra. Rádiové vlny proniknou i tam, kam se světelné paprsky nedostanou. Když je venku mlha, asi toho moc neuvidíte. Ale pořád můžete poslouchat rádio a koukat na televizi. To, že rádiové vlny mohou proniknout hvězdným prachem, je pro studium vesmíru klíčové. K tomuto objevu došlo náhodou.

V roce 1933 Karl Jansky, inženýr Bellových laboratoří v New Jersey, zkonstruoval anténu, která zachytila zdroje šumu na transatlantických telefonních linkách. Ke svému překvapení zjistil, že interference pocházejí ze středu naší galaxie, ze souhvězdí Střelce. Vědcům trvalo několik let, než si uvědomili, že Jansky objevil něco důležitého: fakt, že nebeská tělesa vysílají rádiové záření. Tak vznikla radioastronomie. Lidské oko nedokáže vidět veškeré záření, a tak nám pomáhá technika. Třeba infračervená kamera,která zachycuje pouze vlnové délky vytvářené teplem a převádí je do podoby, kterou lidské oko vidí. Žádné viditelné světlo. Kamera zachytí jen tepelné záření a vy pak uvidíte, jak to vypadá v infračerveném záření.

V roce 2003 byl do vesmíru vypuštěn Spitzerův vesmírný dalekohled vybavený řadou infračervených kamer. Jeho úkolem bylo prozkoumat nejmladší hvězdy a vzdálenější galaxie vesmíru. Přístroje na jeho palubě jsou milionkrát citlivější než klasické kamery, ale fungují na stejném principu. Stejně jako kamera, kterou používají hasiči při záchraně lidí tady na Zemi. Pronikne skrz místnost plnou kouře a zachytí tělesné teplo lidí v bezvědomí nebo neschopných pohybu. Stejná technologie umožnila astronomce Susan Stolovyové dohlédnout 26 000 světelných let daleko a spatřit centrum galaxie v novém světle. Mozaika, kterou dodala, byla sestavena z přibližně 12 000 snímků zachycených Spitzerovým vesmírným dalekohledem. I když se zdá, že je to spousta dat, jejich pořízení trvalo asi jen 16 hodin. Zachycují část oblohy, která je velikostí srovnatelná se čtyřmi měsíčními úplňky na délku a třemi úplňky na výšku. To znamená 900krát 700 světelných let. Je to mizivý zlomek všeho, co by se dalo prozkoumat, přesto jde o fenomenální úspěch.

Elektromagnetické spektrum (foto: Clemente Ibarra-Castanedo @ Canada Research Chair in Multipolar Infrared Vision - MiViM, wikimedia.org) Ještě před několika desítkami let vědci galaktické centrum nezkoumali, protože se nedalo pozorovat. Skrze prach může proniknout jen jeden paprsek z bilionu. Pokud si však pomůžete infračervenou kamerou, radioastronomií či rentgenovou astronomií, uvidíte, co se tam děje. Různé vlnové délky elektromagnetického spektra mohou odhalit různé aspekty galaxie, protože každá proniká prostorem a hmotou jinak. Rádiové vlny mají nejnižší energii, respektive nejdelší vlnovou délku, ale vyzařuje je většina nebeských těles. Následuje pásmo infračervené, viditelnéultrafialové. Vysokoenergetické rentgenové záření vyzařují černé díry a supernovy. Nejenergetičtější gama paprsky vznikají při kolizi nebo rozkladu subatomárních částic, například když hvězdy explodují při miliardách stupňů.

Všechny tyto vlny poskytují astronomům komplexnější představu o naší galaxii. Ke studiu vesmíru jsou zapotřebí mnohé, ne-li všechny vlnové délky elektromagnetického spektra. Daly by se přirovnat ke strunám houslí. K vyjádření hudební myšlenky jsou potřebné tóny různých vlnových délek. Když má skladba rozsah od nejnižších tónů až po ty nejvyšší tak pokud bychom spoléhali jen na viditelné světlo, bylo by to, jako bychom slyšeli pouze dva tóny ve střední poloze. Díky využití různých vlnových délek toho badatelé nacházejí čím dál více. Nedávno objevili dvě malé galaxie, které procházejí Mléčnou dráhou. Dosud o nich nevěděli, protože je skrze prach v disku naší galaxie neviděli. Žijeme totiž uprostřed mraku, ale pomocí infračervených paprsků jím můžeme proniknout. Když na oblohu namířili infračervené teleskopy, uviděli malé blížící se galaxie.

Spirální ramena

Popis jednotlivých ramen naší galaxie V důsledku naší polohy v Mléčné dráze je složité zjistit, jak naše galaxie vypadá. Radioastronomie a optická astronomie hodně naznačují, ale dokonalou představu získáme jen pohledem zvnějšku. Jak prozkoumat naši galaxii zvenku? Musíme se podívat na jiné a zjistit, jak vypadají. Některé rysy se budou shodovat. Například oblaky plynu tvořící se podél spirálních ramen. Vidíme části spirálních ramen naší galaxie a domýšlíme si, že jsou propojeny stejně jako spirální ramena jiných galaxií. Víme, že Mléčná dráha má čtyři hlavní spirální ramena, vybíhající ze široké hlavní ulice galaktického centra. Nazývají se podle souhvězdí: Pravítko, Štít-Jižní Kříž, StřelecPerseus. Pokud považujeme ramena za galaktická předměstí, pak Sluneční soustava leží mezi Střelcem a Perseem, v takzvaném místním rameni.

Všechny hvězdy v Mléčné dráze patří ke skupině asi 200 až 400 miliard hvězd a jsou neustále v pohybu. Obíháme galaxii, měníme polohu. Zdá se, že Slunce je pořád ve stejné vzdálenosti od centra, ale už jsme prošli všemi spirálními rameny. Hustotním vlnám, tedy oblastem, kde jsou hvězdy a plyny stlačovány k sobě, se říká spirály. Hustotní vlny rotují a pohrávají si s miliardami hvězd. Představte si Tour de France, kde všichni uhánějí vpřed. Někdy se nahromadí kolem jednoho cyklisty, pak se zase oddělí. Tak nějak vypadají spirální ramena. Hvězdy pádí kupředu, někdy hodně natěsno, jindy se rozptýlí do prostoru. Ale pořád obíhají kolem centra.

Souhvězdí Plejády Hvězdy se obvykle nepohybují samy. Velké kulové hvězdokupy obývají galaktické halo, zatímco v galaktickém disku se nacházejí otevřené hvězdokupy. Jsou to shluky mladších hvězd, které jen taktak drží pohromadě vzájemnou gravitací. V otevřené hvězdokupě mohou hvězdy putovat, kam chtějí. Obvykle se zde nachází mnoho hvězd, které vznikly společně z jednoho obřího mraku prachu a plynu. Časem se jedna druhé vzdálí a rozptýlí se po celé galaxii. Astronomové v galaxii napočítali kolem 20 000 otevřených hvězdokup. Nejblíže k Zemi jsou Plejády. Vznikly před stovkami milionů let a budou existovat ještě nejméně dvakrát tak dlouho, než je spirální ramena galaxie rozdělí. I naše Slunce kdysi mohlo být součástí otevřené hvězdokupy, může jít o hvězdu, která se oddělila od ostatních. Slunce, hvězdokupy, naše planeta, vlastně celá galaxie i celý vesmír vznikly z prachu a plynu. Za svoji existenci vděčíme částicím, které nám teď brání ve výhledu. A hvězdný stroj je neustále v pohybu.

Mlhoviny

Pohledu na překrásný západ slunce se nic nevyrovná. Méně romantický je fakt, že za tuto nádheru vděčíme výhradně prachu a plynům. Západ slunce vypadá žlutě, oranžově nebo červeně ze dvou důvodů. Za prvé: molekuly vzduchu v atmosféře odrážejí fialové, modré a zelené odstíny do jiných směrů, a k našim očím míří žlutá, oranžová a červená. A za druhé: částice v atmosféře, jako prach nebo smog, absorbují více modrého světla než červeného. Dokonce i nadpozemská krása jasně modré oblohy je optickou iluzí. Proč je nebe modré? Na plynech v naší atmosféře není nic modrého. Ale sluneční světlo prochází skrze atmosféru a kratší vlnové délky, tedy modré světlo, se rozptylují více než delší vlnové délky. Na obloze proto vidíte především rozptýlené modré světlo. Vesmír je tmavý, protože v něm není dost plynových nebo prachových částic, které by odrážely světlo miliard hvězd. Ve vesmíru je sice vakuum, ale ne stoprocentní.

Mlhovina v Orionu Galaktický disk, největší část Mléčné dráhy, je z 15 procent své hmoty tvořen prachem a plyny. Plynové oblaky se mohou rozšířit do stovek, dokonce tisíců světlených let. Přinášejí s sebou surový materiál, ze kterého se tvoří galaxie. Oblasti kosmického prachu a plynů se nazývají mlhoviny a vytvářejí efekt, který svou velkolepostí předčí jakýkoli úkaz na Zemi. Zajímavým příkladem je mlhovina v souhvězdí Orion. V této oblasti panuje čilý hvězdný ruch, a proto plyn kolem hvězd světélkuje. Mlhoviny odrážejí světlo z blízkých velmi hmotných hvězd, a proto doslova září. Tento úkaz se dá pozorovat pouhým okem. Mlhovina v Orionu vypadá jako obrázek nakreslený dítětem. Před pěti miliardami let jsme se také nacházeli v podobné mlhovině, a Slunce i planety vznikly účinkem gravitace. Horké hvězdy v Orionu ionizují mezihvězdný plyn ultrafialovým zářením. Takovým mlhovinám se říká difúzní neboli emisní. Astronomové rozlišují dvě další kategorie mlhovin. Některým mlhovinám se říká reflexní. Prach v těchto mlhovinách odráží svit blízké jasné hvězdy. Mlhovina zvaná Hlava čarodějnice je příkladem reflexní mlhoviny, která odráží světlo hvězdy Rigel.

Reflexní mlhoviny vypadají modře ze stejného důvodu jako naše obloha. Modré světlo se rozptyluje snáze než červené. Posledním typem jsou temné mlhoviny, příkladem je Koňská hlava. Když hvězda menší hmotnosti, například naše Slunce, zanikne, vytvoří se další typ mlhoviny, zvaný planetární mlhovina. Tyto temné, krátkodobé úkazy, jejichž příkladem je třeba Kočičí oko, vracejí zpět do vesmíru částice, ze kterých se může stát materiál pro nová slunce a planety.

Galaktická recyklace

Zanikající hvězdy chrlí oblaky prachu a plynů, jejichž spojením se mohou vytvořit další nové hvězdy. Na staveništi bouráte staré budovy a stavíte nové. Totéž se děje v Mléčné dráze. Staré hvězdy explodují a chrlí nový surový materiál, plyny a prach, ze kterých mohou vzniknout nové hvězdy. Mlhoviny jsou recyklačními linkami galaxie. Stará tělesa jsou zde přetvářena v nová. Recyklace není jen skvělý pozemský nápad. Je to přírodní vesmírný zákon. Vždyť i naše těla vznikla z recyklovaného materiálu generací hvězd, které rozptýlily materiál do mezihvězdného prostoru ještě před vznikem Sluneční soustavy. Každá generace hvězd vytváří těžší a těžší prvky, ze kterých je tvořen celý vesmír.

Většina mladších hvězd vzniká ve spirálních ramenech Mléčné dráhy. Oblaky plynu obíhají kolem středu galaxie, a když procházejí spirálním ramenem, jsou stlačovány. Nezapomínejme, že spirální rameno je jen vlna tvořena hvězdami. A protože je zde velká hustota hvězd, oblaky plynu jsou účinkem gravitace stlačovány. A tímto smrštěním vznikají hvězdy. V této oblasti je to nejpříhodnější. Ve spirálních ramenech hvězdy také často zanikají, protože jich tu nejvíce vzniká. Stanou se oběťmi vlastní enormní hmotnosti. Těžší hvězdy jsou nesmírně výkonné, nesmírně jasné, a proto rychle spotřebují své energetické zásoby. Obří hvězdy žijí jen krátce, proto je nalézáme poblíž místa jejich vzniku, ve spirálních ramenech. Ony jednoduše nemají dostatek času, aby se vzdálily od místa vzniku. I když dokážeme předpovědět budoucnost některých hvězd, o jejich historii toho moc nevíme.

Sonda Galex Nové technologie však odhalily tajemství jedné hvězdy v Mléčné dráze. Jmenuje se Mira-A. Mira je už 400 let oblíbenou hvězdou astronomů. Na noční obloze je snadno viditelná. Astronomická družice Galex nedávno Miru vyfotografovala v neviditelném ultrafialovém světle. Ukázalo se, že hvězda za sebou táhne 13 světelných let dlouhý chvost. Vědci se domnívají, že je to způsobeno tím, že se hvězda prodírá skrze plyny, které se ohřívají rázovou vlnou stejně, jako se vodní vlny tříští o loď. Za hvězdou se pak táhne brázda horkého materiálu. Mira je opravdu jako loď. Mira se pohybuje rychlostí asi 470 000 kilometrů za hodinu. Můžeme tedy spočítat, že dlouhá brázda představuje její cestu za posledních 30 000 let. Nedokážeme předpovědět, kam se naše Slunce dostane během putování Mléčnou dráhou. Ale máme tu historii jedné hvězdy. Známe její trasu, a to nám pomáhá zjistit, jak galaxie funguje.

Ve spirálních ramenech Mléčné dráhy mají mladší hvězdy spoustu prostoru, jako na předměstí. Když se blížíme ke galaktické výduti, začíná to připomínat přelidněné centrum města. Nejbližší hvězda ke Slunci je asi 4 světelné roky daleko. Když se podíváme na noční oblohu, ani za perfektně jasné noci nevidíme víc, než dva až tři tisíce hvězd. Kdyby naše planeta ležela uprostřed galaxie, na obloze by zářil milion hvězd tak jasných, jako ta nejzářivější hvězda, kterou dnes vidíme. Obloha by byla tak jasná, že by ani nemohla nastat noc. Život, tak jak jej známe, by nejspíše nevznikl.

Vývoj a proměny galaxií

Čemu vlastně vděčíme za naši polohu? Moderní věda se domnívá, že základním klíčem je gravitace. Gravitace je silou, která ovládá galaxii. V jejím centru leží motor, který vše pohání. Galaxie jsou jako města, která se neustále mění a zaplňují novými stavbami. Není pochyb, že Mléčná dráha vypadala před několika miliardami let úplně jinak než dnes. Možná byla menší, možná neměla tak krásný spirální tvar. Když vlivem gravitace dojde ke smršťování, přirozeně se zformuje disk. Všimněte si: Sluneční soustava je disk, galaxie také, takže hvězdy obíhají tím samým směrem. Stejně jako obyvatelé pozemského města, ani hvězdy v galaxii nejsou vždy příbuzné. Některé vznikly mimo Mléčnou dráhu, do které se jen přesunuly, a pak se v ní usadily. Pokud se přiblíží jiná galaxie, gravitace ovlivní pohyb hvězd a mohou vzniknout nová spirální ramena. Takže náš spirální tvar by mohl být důkazem, že Mléčnou dráhu tvoří více než jedna malá galaxie, která vznikla před dávnou dobou. V minulosti bylo pro nás centrum galaxie v nedohlednu. To se změnilo s využitím rentgenového záření.

První identifikaci skutečného centra galaxie přinesl rentgenový teleskop. Rentgenové paprsky dokážou proniknout veškerým prachem i plyny v galaktickém disku. I když jasný střed galaxie stále nevidíme, díky rentgenu vědci odhalili obrovský horký zdroj přímo v jejím středu. Zdroj rentgenového záření, Sagitarius-A, je spojován se superhmotnou černou dírou v centru Mléčné dráhy. Samozřejmě, z černé díry neunikne světlo ani rentgenové paprsky. Záření pochází z plynů zachycených její gravitací a rozpálených na miliony stupňů. Pohybují se mimořádnými rychlostmi. Zaznamenali i případy, kdy se hvězdy v blízkosti černé díry pohybovaly rychlostí 10 000 kilometrů za sekundu. To je, jako kdybychom obletěli svět za čtyři sekundy. A touto rychlostí se pohybuje hvězda! Když pozorujeme hvězdy obíhající blízko centra galaxie, je zřejmé, že tam musí být nějaké neviditelné monstrum, které má tří až čtyřmilionkrát větší hmotnost než Slunce. Těžko říci, co bylo dřív, zda galaxie nebo černá díra, ale víme, že tam je, a že je obrovská. I přes svou sílu a neobvyklost je superhmotná černá díra typickou součástí galaxií velikosti Mléčné dráhy.

Červený obr (foto: Tyrogthekreeper, wikimedia.org) I jiné spirální či velké eliptické galaxie zřejmě mají v centru superhmotnou černou díru, která má milionkrát větší hmotnost než naše Slunce, ale může být i miliardkrát větší. Hvězdy obklopující černou díru jsou velmi staré. Mnohé jsou takzvaní červení obři, stokrát větší než naše Slunce. Galaktické centrum je jimi přeplněno, stejně jako městské centrum. A hvězdy mohou mít podobně jako městští lidé ostré lokty. Většina hvězd v centru galaxie stále obíhá kolem centrální černé díry. Ale uprostřed galaxie jsou hvězdy tak blízko sebe, že do sebe jejich gravitační pole neustále narážejí a oběžné dráhy se tím narušují. Takto utlačovaná hvězda může přijít o atmosféru a zbude jí pouze holé jádro. Nebo, ale to je řidší jev, zmizí v černé díře. Ale v okolí samotné černé díry se odehrává ještě něco jiného: tato rušná a nebezpečná oblast je i hvězdnou líhní.

Hyperrychlé hvězdy

Hvězdy, které se kolem černé díry pohybují nejrychleji, vznikly teprve nedávno. Tento jev nazýváme paradoxem mládí. Dá se jen těžko představit, jak mohou tak hmotné hvězdy vzniknout v blízkosti černé díry, a vida, přesto tam jsou. Astronomové nedávno zjistili, že ne všechny hvězdy polapené černou dírou jsou odsouzeny zůstat u ní navěky. Některým se podaří uniknout a cestovat dál do vesmíru. Hyperrychlé hvězdy jsou mistry úniku. Řítí se vesmírem rychlostí 2,5 milionu kilometrů za hodinu. Extrémní rychlost těchto hvězd se dá vysvětlit jen tak, že byly vymrštěny superhmotnou černou dírou. Pro podobné vymrštění však musejí existovat určité podmínky. Vlastně jsou zapotřebí dvě hvězdy. Většina těles, které vidíme na obloze, nejsou jednotlivé objekty, ale dvojice neboli dvojhvězdy. Obíhají jedna kolem druhé, udržovány vzájemnou gravitací. Tyto dvojice však mohou být v galaktickém centru dostrkány okolními hvězdami až do blízkosti černé díry. Ve chvíli, kdy gravitační síla černé díry překoná gravitaci obou hvězd, která je váže dohromady, hvězdy se rozdělí. Jednu z nich pohltí černá díra, zatímco druhá získá veškerou energii systému a bude obrovskou silou vymrštěna. Pokud by galaxie byla městem s auty a chodci, hyperrychlá hvězda by byla letadlem nebo rychlíkem, který se řítí krajinou. Kdybyste stáli na hyperrychlé hvězdě, to by byla, panečku, jízda. Obloha by byla pokryta hvězdami jasnými jako úplněk. Ale to by se rychle změnilo, protože taková hvězda by mířila mimo galaxii, do tmavé prázdnoty. Galaxie je neustále v pohybu, jako obří kolo nebo živoucí velkoměsto. Superhmotná černá díra v centru galaxie rotuje rychlostí přibližně jedné otáčky za 11 minut. Země leží asi ve dvou třetinách od středu galaxie, na spirálním rameni, a Mléčnou dráhu obkrouží jednou za 250 milionů let. Naše Sluneční soustava od doby svého vzniku dokončila tento okruh pouze 18krát.

Budoucnost Mléčné dráhy

Mléčná dráha a Galaxie v Andromedě, viditelná vpravo nahoře (foto: andy, wikimedia.org) Mléčná dráha je tak obrovská, že snadno zapomeneme, že je jen malou částí rozpínajícího se vesmíru. Když lidé slyší o rozpínání vesmíru, představují si, že se všechno rozpíná. Země se nevzdaluje od Slunce. Rozpínání vesmíru se týká jen těles, které k sobě nepoutá gravitace. Protože planety v Mléčné dráze mají silnější gravitaci než rozpínavé síly mimo galaxii, naši Sluneční soustavu rozpínání vesmíru neovlivní. Naše Mléčná dráha, spirální galaxie, momentálně směřuje proti další spirální galaxii, a to galaxii v Andromedě. Domníváme se, že za tři až čtyři miliardy let se tyto dvě galaxie protnou. Bylo by zajímavé sledovat, co se bude dít. Pravděpodobně však nikdy nedojde ke střetu dvou hvězd. I když se obě galaxie skládají z miliard hvězd, prostor mezi nimi je ohromný. Budou na sebe navzájem gravitačně působit i společně měnit směr. Pak se sloučené spirály usadí a stanou se eliptickou galaxií. Nakonec se všech několik desítek galaxií naší místní skupiny stane součástí supergalaxie. Postupně tato supergalaxie začne přicházet o hvězdy v důsledku vzájemného gravitačního působení. Některé budou vymrštěny do mezigalaktického prostoru.

Když Mléčná dráha vznikala, tvořily se hvězdy velkou rychlostí ze surového materiálu vymrštěného při Velkém třesku. Jak galaxie stárla, vznik hvězd se zpomalil z několika stovek ročně na dnešních 4 až 6 nových hvězd za rok. Jak šel čas, Mléčná dráha se dramaticky měnila a my netušíme, jak kdysi vypadala. Pravděpodobně v ní bylo zpočátku mnohem více plynu a prachu, a možná méně hvězd. Ale vznikala tam spousta obrovských hvězd, které explodovaly a chrlily nový, těžší materiál, ze kterého se vytvořila menší druhá generace, a posléze i třetí generace hvězd. V některých mladších galaxiích stavební boom stále trvá. Známe několik galaxií, kde vzniká spousta hvězd. Říká se jim hvězdotvorné galaxie. Vzniká tam desetkrát až stokrát více hvězd než v naší galaxii. S každou generací se tvorba hvězd zpomaluje. Mléčná dráha je už ve vesmíru 13 miliard let. Jedním z důvodů, proč se počet vznikajících hvězd v naší galaxii snižuje, je fakt, že jsme vyčerpali plyn potřebný k vytváření nových hvězd. Bez přehánění, dochází nám plyn! Za několik miliard let se tvorba nových hvězd úplně zastaví. Velký galaktický stavební projekt bude u konce a zářící hvězdy, jedna po druhé, zmizí z oblohy.

Originální názevThe Milky Way
Stopáž43 minut
Rok výroby 2008
 ST HD
ŽánrDokument