Najvyššie známe teploty netreba hľadať pri vzdialených hviezdach, ale, paradoxne, na Zemi.
Vesmír ako celok nie je ani horúci, ani chladný. Zdá sa tak akurát, aby sme v ňom mohli žiť. Na niektorých miestach však predsa len vládnu oveľa vyššie horúčavy ako inde. Pokúsime sa ich v krátkosti navštíviť.
Cestu začneme na našom Slnku, povrchovú teplotu ktorého prístroje odmerali na 5800 kelvinov, čo je iba o niečo menej v stupňoch Celzia: 5527. Tento výsledok z našej hviezdy, samozrejme, nijakého kozmického supermana nerobí. Koniec koncov, veď Slnko je iba taká priemerná, obyčajná guľa plazmy, akých je všade dosť.
Obry a trpaslíky
Žiara nášho Slnka vybledne v porovnaní so zvláštnym typom hviezdy, ktorú astronómovia pomenovali modrý nadobor – čiže hviezda väčšia ako obor; priemer tohto zriedkavého vesmírneho objektu môže dosiahnuť až tisíc priemerov Slnka. Veľká hmotnosť spolu s gravitáciou stláča jadro modrého nadobra a dodáva palivo vnútorným jadrovým reakciám, ktoré zahrejú jeho povrch na vyše 50-tisíc kelvinov.
No ani toto nie je maximum. Teplotu povrchu modrého nadobra hravo prekoná iná, takmer rozprávková bytosť: biely trpaslík. Ide o hviezdu s nízkou alebo strednou hmotnosťou, ktorá prežíva záverečnú fázu svojho života po tom, čo sa zbavila povrchových vrstiev a zostalo z nej iba horúce kompaktné jadro, zložené prevažne z uhlíka a kyslíka. Tento osud stretne asi o päť miliárd rokov aj naše Slnko.
Jeden takýto biely trpaslík, katalogizovaný pod číslom HD62166, dosahuje na povrchu teplotu 200-tisíc kelvinov a vytvára okolo seba jasnú hmlovinu NGC 2440. Hmlovina je vzdialená 4-tisíc svetelných rokov a na oblohe sa premieta do menej známeho súhvezdia Kormy (Puppis).
Vpravo horúci modrý nadobor, vľavo čierna diera, ktorá ho pohlcuje. Ide o umeleckú predstavu prvej objavenej čiernej diery Cygnus X-1 v súhvezdí Labute.
ILUSTRÁCIA – NASA/HONEYWELL MAX-Q DIGITAL GROUP/DANA BERRY
Stretnutie elektrónu s pozitrónom
Ešte stále nie sme na konci. Najväčšie hviezdy sa totiž môžu na povrchu zahriať na vyše miliardy kelvinov. Matematici dokonca určili, že pre stabilnú hviezdu je teoretický limit povrchovej teploty až šesť miliárd kelvinov.
Pri tejto teplote hmota vnútri hviezdy vyžaruje vysokoenergetické fotóny, ktoré môžu vytvoriť nestabilné elektrónovo-pozitrónové páry (pozitrón je kladne nabitý elektrón). Výsledkom ich spojenia nemôže byť nič iné než explózia. Prvý predpokladaný dôkaz takejto búrlivej reakcie v gigantickej hviezde pochádza z apríla 2007, keď astronómovia v kalifornskom Palomarskom observatóriu zaznamenali pomocou robotizovaného teleskopu výnimočne žiarivý a nezvyčajne dlhotrvajúci výbuch hviezdy, supernovy.
Pri supernove môže teplota na krátky čas vysoko prekročiť teoretickú hranicu, vyznačenú šiestimi miliardami kelvinov. Pri explózii hviezdy vo Veľkom Magellanovom oblaku v roku 1987 dosiahla jej vnútorná teplota 200 miliárd kelvinov. Svedčili o tom neutrína, zachytené na Zemi a pochádzajúce z galaxie, o ktorej kedysi písal poľský fantasta Stanislaw Lem. Veľký Magellanov oblak je satelitom našej Mliečnej cesty, vzdialeným okolo 160-tisíc svetelných rokov.
Nebezpečenstvo pre Zem
Aj supernova je iba nevinným škrtnutím zápalky v porovnaní so zábleskmi gama. Uvoľní sa pri nich obrovské množstvo energie, trvajú od zlomku sekundy do sto sekúnd a sú akýmsi rýchlym poslom z čias, keď vznikal vesmír. Špeciálne vyladené teleskopy ich zaznamenajú raz či dvakrát za deň.
Tieto záhadné udalosti astronómovia spájajú so vznikom čiernej diery, keď skolabuje veľká hviezda alebo keď sa zrazia dve neutrónové hviezdy s veľmi vysokou hustotou. Detaily tohto procesu vedci nepoznajú, no predpokladajú, že si vyžaduje účasť ohnivej gule vytvorenej z častíc pohybujúcich sa rýchlosťou svetla, zahriatych približne na bilión kelvinov.
Vzniknutá gravitačná energia vytvorí lúč, ktorý na Zemi pozorujeme v spektre gama a ktorý sprevádza niekoľkodňové röntgenové alebo ultrafialové žiarenie. Preto sú gama záblesky podozrivé aj z toho, že mohli v histórii Zeme spôsobiť hromadné vymierania, ak prebehli príliš blízko.
Záblesky gama vedci objavili v roku 1967. Paradoxne k tomu prispelo obdobie studenej vojny, presnejšie americké družice Vela. Tie v tom čase pátrali po lúčoch gama, ktoré by prezradili porušenie dohody zákazu skúšok jadrových zbraní vo vesmíre. Analýza zábleskov však ukázala, že namiesto porušenia pozemských dohôd družice objavili porušenie princípov fungovania kozmu.
Planetárna hmlovina NGC 2440, v ktorej strede sa nachádza najhorúcejší známy biely trpaslík.
FOTO – ESA, NASA/K. NOLL
Bližšie k big bangu
Najväčším prekvapením môže byť poznatok, že čím viac sa približujeme k Zemi, tým viac sa dokážeme zahriať. Pravda, nemôže za to príroda, ale experimenty prebiehajúce pri Ženeve na zariadení známom ako Veľký hadrónový urýchľovač. Koncom uplynulého roka tu pri zrážke atómových jadier nastala reakcia, ktorá vytvorila doteraz najvyššiu zaznamenanú teplotu. Pohybovala sa na úrovni niekoľkých biliónov kelvinov.
Vedci očakávajú, že pokračujúci experiment zlepší aj pochopenie toho, kde ležia hranice maximálnych teplôt. Povedané inak, otázka znie, koľko núl môžeme k číslu pripojiť predtým, než prestanú fungovať zákony fyziky. Samozrejme, nie tu a teraz, ale pri pohľade späť, až tam, kde sa odohral big bang, predpokladaný počiatok nášho vesmíru.
Počet týchto núl sa odhaduje na 32. Potom už nastáva to, čo vedci zvyknú označovať ako singularita a čo by sme laicky mohli poňať ako virtuálny mlynček, ktorý rozomelie všetky rovnice, ktoré sa doň strčia s úmyslom niečo zistiť.
Albert Einstein pred vyše polstoročím povedal: „Najmenej pochopiteľná vec na vesmíre je to, že je pochopiteľný.“ Lenže Einstein bol génius a predbehol svoju dobu. Aj z krátkej exkurzie po najteplejších miestach vesmíru vyplýva, že pochopenie vesmíru je úlohou pre mnoho nasledujúcich generácií.
Hlavný zdroj: New Scientist