CHIPS a supernovy

"Jednalo se o supernovu, jednu z mnoha, které v průběhu uplynulých 10 milionů let explodovaly v naší části Galaxie", uvádí Mark Hurwitz, astronom z univerzity v California-Berkeley.

V dnešní době jsou výbuchy supernov v okolí Slunce velmi vzácným jevem, ale v průběhu pliocénu, v éře Australopitheca se jednalo o častější jev. Většinou se nacházely v mezihvězdném mračnu označovaném "Sco-Cen", který pomalu míjel sluneční systém. Uvnitř se nacházela dostatečně hustá "jádra" z nichž vznikly krátce žijící masivní hvězdy. Ty nakonec explodovaly a byly pozorovatelné jako supernovy.

Výzkumníci odhadují (se značnou nejistotou), že supernova blíže než 25 světelných let od Slunce by dokázala zničit většinu života na Zemi. Výbuch nemusí spálit Zemi - bohatě stačí dostatečně silné kosmické záření, které naruší ozónovou vrstvu. Poté již Zemi zasáhne smrtonosná dávka UV záření. Naši předci přežili, neboť žádná supernova nevybuchla v příliš těsné blízkosti Země.

Toto vše víme, neboť i nyní můžeme sledovat toto mračno. Nachází se 450 světelných let od Země a vzdaluje se od Slunce ve směru k souhvězdím Škorpióna (Scorpius) a Kentaura (Centaurus) - odtud označení "Sco-Cen". Astronom Jesús Maíz-Apellániz z univerzity Johna Hopkinse zkoumal minulý pohyb Sco-Cen a sledoval největší přiblížení k Slunci: na 130 světelných let před přibližně 5 miliony let.

Před dvěma miliony let, kdy náhle uhynulo velké množství planktonu, měkkýšů a dalších zvířat citlivých na vyšší dávky UV záření se Sco-Cen nacházel stále poměrně blízko. Paleontologové toto období označili jako přechod mezi Pliocénem a Pleistocénem. Dle německých vědců zkoumajících usazeniny na dně moře byla ve stejnou doby Země "zasypána" Fe60 - izotop železa vznikající při výbuchu supernov.

Shoda okolností? Nikdo neví, jde o skládanku, ve které vědci stále skládají jednotlivé dílky.

Rekonstrukce minulých událostí je složitá, neboť staré supernovy se hledají velmi těžko. Jejich záře se průběhu méně než milionu let změnila v neviditelnost. Neutronové hvězdy, jádra zkolabovaných předchůdců supernov stále svítí, ale nachází ze jinde než v době výbuchu - díky mírně asymetrickému tvaru hvězdy při explozi byly vymrštěny určitým směrem. V nánosech vzniklých v průběhu milionů let je velmi těžké nalézt nezvyklé izotopy železa, které například naznačují souvislost s vymřením mořských živočichů.

Přesto je zde jedna stálá památka - "všechny tyto exploze po sobě zanechaly ohromnou bublinu v mezihvězdném materiálu", uvádí Hurwitz. "A my jsme uvnitř."

Tuto bublinu astronomové nazývají "místní bublina". Má tvar burského oříšku, je 300 světelných let dlouhá a je vyplněna - téměř ničím. Plyn uvnitř této bubliny je velmi řídký (0.001 atomu v kubickém centimetru) a velmi horký (miliony stupňů) - je 1000 krát řidší a 100 - 100 000 krát teplejší než běžný mezihvězdný materiál.

Místní bublina byla objevována postupně sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století. Astronomové pečlivě sledovali okolí Země v optickém i radiovém oboru, ale v blízkém okolí neobjevili žádný mezihvězdný plyn. Navíc se zdálo, že ve vzdálenosti 150 světelných let došlo ke srážce mezihvězdného plynu (okraj bubliny). Mezitím došlo k prvním rentgenovým pozorováním pomocí satelitů. Ze všech stran přicházelo záření o teplotě milionů stupňů. "Nakonec jsme zjistili, že se sluneční systém se nachází uvnitř horké, prázdné bubliny", uvádí Hurwitz.

NASA se vypustila (12.1.2003) satelit pro sledování místní bubliny - Cosmic Interstellar Plasma Spectrometer (CHIPS). "Je spousta věcí, které o místní bublině nevíme", uvádí Hurwitz, vedoucí vědecký pracovník mise: "Jak stará je bublina? Jaké je její vnitřní uspořádání? Jak rychle se ochlazuje?" Data získaná sondou CHIPS pomohou tyto otázky rozluštit.

CHIPS bude sledovat okolí pomocí UV teleskopu. Plyn v bublině je velmi jasný na vlnových délkách okolo 170A, vysvětluje Hurwitz. Ostatní satelity sledovaly toto záření z místní bubliny, ale CHIPS je lepší. Jeho spektrometr s 100 kanály v rozmezí 90-260A. "Spektrometr je klíč", uvádí Hurwitz.

Stejně jako sedimenty v Tichém oceánu, i plyn v místní bublině obsahuje izotopy železa vzniklé při výbuchu supernov. Atomy železa v bublině přišly díky srážkám s dalšími částicemi o mnoho svých elektronů. CHIPS je schopen detekovat spektrální čáry atomů železa, které přišly o 8-11 elektronů. Porovnáním intenzity těchto čtyř spektrálních čar umožní zmapovat teplotu a hustotu plynu uvnitř bubliny.

Pokud nalezneme jasnou skvrnu, bude označovat umístění nejmladší supernovy. Spektra také vyzradí informace o rychlosti ochlazování a tedy o stáří různých částí bubliny. Například rychle se ochlazující oblast, která je stále velmi horká, musí být velmi mladá.

Výzkum vnitřních částí bubliny je velmi důležitý, neboť vše uvnitř bubliny může ovlivnit budoucnost naší planety.

V průběhu posledních milionů let do místní bubliny pronikly filamenty mezihvězdného plynu. Sluneční systém je obklopen jedním vláknem - "lokální chomáč", který je poměrně chladný (7000K) a obsahuje 0.1 atomu na kubický centimetr. Dle galaktických měřítek se nejedná o příliš velký kus. Na Zemi má malý vliv, neboť sluneční vítr a magnetické pole Slunce vytvářejí malou zátoku.

Nicméně se v okolí nacházejí i mnohem hustší oblaky. Například Sco-Cen komplex vysílá směrem k nám proud mezihvězdných "obláčků". Některé z těchto obláčků jsou stokrát hustší než místní chomáč. Pokud bychom se s takovým objektem srazili, stlačil by magnetické pole Slunce a umožnil tak pronikat většímu množství kosmického záření do vnitřních částí slunečního systému - s neodhadnutelnými následky pro život na Zemi.

CHIPS je schopen lokalizovat chladné oblaky mezihvězdné hmoty. Jde o opak záření místní bubliny - tyto oblasti se na mapách CHIPSu objeví jako tmavé oblasti. První mapy budou velmi hrubé s rozlišením 5x25 stupňů. Tak budou zachyceny pouze největší oblaky. Později, po prvním roce fungování družice budou získány mapy s rozlišením 5x6 stupňů.

Homo Sapiens se mohl vyvinout pouze díky tomu, že okolní mezihvězdný materiál byl "odvanut". Menší množství mračen, s kterými se může systém setkat znamená stabilní klimatické podmínky. To, co sledoval Australopithecus na počátku dějin, bylo osudové znamení...

Zdroj: NASA