STAR

1
STARÉ POVESTI O SUPERNOVÁCH ANEB KOMEDIE PLNÁ
OMYLU

• Jirí Grygar
• Fyzikální ústav AV CR, Praha

2
PRAVEK
Hvezdy návštevnice (hostující hvezdy nové
hvezdy) Cínské, japonské a korejské kroniky již
pred pocátkem n. l. Nejasné popisy nekdy
viditelné i ve dne v noci po dobu týdnu,
mesícu i více než rok Spolehlivejší data až kolem
pocátku n. l. polohy umožnily dohledat
pozustatky po supernovách (supernova remnants
SNR) radiove, opticky, rentgenove Témer nikdy
nešlo o novy, ale o supernovy, což nikdo netušil
3
ROZPOZNÁVÁNÍ HISTORICKÝCH SUPERNOV
1942 W. BAADE a J. OORT identifikace SNR po
supernove z r. 1054 n. l. Krabí mlhovina. (více
v prednášce L. Ondry)
? Chandra
? Detail vláken (HST)
4
1. kvetna AD 1006 Lup SNR (G327.614.6)

Milénium speciální zasedání XXVI. IAU v Praze
(srpen 2006)
5
SN 1006 Lup
Deklinace 38,5º pozorována více než 1 rok mj. v
zemích Francie,
Itálie, Švýcarsko Irák, Sýrie, Egypt
též v Koreji, Japonsku a
Cíne Nejjasnejší supernova v dejinách astronomie
(-9 mag) Vzdálenost 2,2 kpc
poloha 1503-42 ? SNR pomocí družice Chandra
6
SNR 1006 - Lup
Optické vlákno SNR (1976) CTIO S. van den Bergh
7
4. cervence AD 1054 - Tau
Viditelná gt 21 mesícu Centrální
hvezda CM Tau SNR
Krabí mlhovina (M1) vzdálenost 1,9 kpc
milisekundový pulsar PSR
053121 (per 0,03 s 1968)
Optický pulsar expozice 1 ms vlevo hlavní puls
uprostred interpuls vpravo pulsar nesvítí je
videt jen nesouvisející hvezda ? N. Sharp
4 m Mayall KPNO
8
6. srpna 1181 AD - Cas
Opticky pozorována v Japonsku a Cíne viditelnost
6 mes. poloha 020664 (SNR 3C-58)
pulsar per 0,07 s vzdálenost 3,2 kpc
3C-58 radiové obrysy pomocí antény VLA 74
MHz 327 MHz
9
6. listopadu 1572 - Cas
Pozorována v Evrope W. Schulerem, Tychonem Brahem
(11. XI.) i Tadeášem Hájkem z Hájku nezjištena
paralaxa! Max. jasnost 4,5 mag ocima 16 mes.
Poloha 002564 (SNR G120.11.4 3C-10)
vzdálenost 3,1 kpc

Chandra
10
9. ríjna 1604 - Oph
Opticky pozorována v Evrope v Praze J. Brunovským
a J. Keplerem (od 16. XI.)
max. jasnost 2 mag ocima 18 mesícu
vzdálenost lt 6 kpc poloha 1731-21
(SNR G4.66.8 3C-358) Chandra (rtg. exp.
210 h!) ? S. Reynolds aj. O cervená Fe
žlutá další prvky zelená rázová vlna - modrá

CHANDRA
11
SNR Cas A (232358)
Nejjasnejší radiový zdroj na obloze (po Slunci)
! Supernova pred r. 1680 ? Vzdálenost 3,4 kpc ?
Multispektrální snímek Chandra (modrá, zelená)
HST (žlutá, bílá) SST (cervená)
12
Zmatek v Andromede (1885)
Ernst Hartwig (1851-1923) 20. VIII.1885 Dorpat
(Tartu, Estonsko) mlhovina M31 (S And) Zpráva
zpoždena (pošták odlepoval známky). 17. -
20. VIII. na hranici viditelnosti ocima. Do r.
1890 pokles na 16 mag. Chybný predpoklad o tom,
že šlo o novu, zpozdil vývoj extragal.
astronomie Novy gt17 mag, tj. 20tis. slabší
než byla S And!
13
HISTORICKÉ SUPERNOVY
14
NOVY vs. SUPERNOVY
absolutní velikost u nov dosahuje cca 8 mag
(100 tis. LO) u supernov až 19,5 mag
(rádove miliarda LO) Výbuch novy se opakuje (po
desítkách tisíc let) Výbuch supernovy je
jedinecný!
15
KONCEPT SUPERNOV
20. a 30. léta XX. stol. pochopení, že
v prihrádce novy jsou pomíchány prinejmenším
dva fyzikálne naprosto odlišné úkazy Svítivost
(zárivý výkon) v obou techto skupinách objektu

se liší o 4-5 rádu Knut Lundmark (1920), Heber
Curtis (1921) nový termín obrí novy
Edwin Hubble, Walter Baade (1929) výjimecné
novy Walter Baade a Fritz Zwicky (1931)
supernovy
16
NEUTRONOVÉ HVEZDY
1932 J. Chadwick objev neutronu 1932 L. Landau
neutronová hvezda 1934 W. Baade a F. Zwicky
neutronové hvezdy mohou být
pozustatky po výbuchu supernov
1936 F. Zwicky (Mt. Wilson 2,5m reflektor)
soustavné hledání supernov v cizích
galaxiích Statistika Zjemnení klasifikace
supernov do peti tríd. Nejcetnejší
I spektrum supernovy neobsahuje cáry vodíku
II spektrum obsahuje cáry vodíku
17
KLASIFIKACE SUPERNOV DNES
Trída Ia prícinou úkazu je termonukleární
výbuch bílého trpaslíka na Chandrasekharove mezi
(1,4 MO) v tesné dvojhvezde bílý
trpaslík je pritom zcela znicen mezihvezdné
prostredí se obohatí o težší prvky zplodiny
gigantického výbuchu. Trída II jde o doklad
zhroucení hmotné (gt 8 MO) hvezdy na neutronovou
hvezdu ci cernou díru následuje obohacení
mezihvezdného prostredí o težší prvky, vznik
neutronové hvezdy, resp. cerné díry. Casto pritom
vznikají rádiové pulsary (1968).
18
SUPERNOVA 1987A ROSETTSKÁ DESKA ASTROFYZIKY
24. února 1987 I. Shelton Las Campanas,
Chile Mlhovina Tarantule ve Velkém
Magellanove mracnu První supernova od r. 1604,
viditelná ocima (interval 383 let)!
V case 23,08 UT byla 12,1 mag
V case
23,32 UT došlo podle merení neutrinového toku
v Japonsku a v USA k vlastnímu kolapsu obrí
hvezdy, což o 1,8 h pozdeji zvedlo
významne pozorovanou jasnost budoucí supernovy
tak, že 3 h po kolapsu dosáhla 5,9 mag

Den po kolapsu V 4,8
mag
Maximum 20. V. 1987 (po 2 mesících) 2,9 mag
19
SUPERNOVA 1987A výbuch
20
SUPERNOVA ZE ZÁZNAMU
Rázová vlna výbuchu se šírí mnohem pomaleji než
svetlo, takže teprve postupne ozaruje existující
cirkumstelární materiál z predešlé
aktivity hmotné hvezdy
Chandra RTG. HST opt.
svetelná ozvena ?
21
TEORIE VÍTEZÍ I PROHRÁVÁ
Vítezství pro neutrina Cerenkovovy vodní
detektory IMB (Fairport, Ohio) i Kamiokande
(Japonsko) zaznamenaly celkem 19 neutrin behem
12 s doklad o gravitacním zhroucení hmotné
hvezdy a bleskové premene obrovské energie
hroucení na 1059 neutrin. Prohra pro predchudce
supernovy Mel to být cervený veleobr, ale byl to
veleobr modrý! Prohra pro pulsary Dodnes nebyl
objeven ocekávaný radiový pulsar. Vítezství pro
svetelnou ozvenu Predpovezená svetelná ozvena na
cirkumstelárním materiálu se objevila po 10
letech.
22
K CEMU JSOU SUPERNOVY DOBRÉ?

• Supernovy slouží jako kosmické milníky vidíme
  je v rekordních vzdálenostech (z 1,8 pred 10
  Gr !)
• Bez supernov by byl vesmír chemicky nudný a
  život v nem nemožný raný vesmír obsahoval jen
  prvky H, He, Li, Be, B! Hvezdy, které
  nevybuchnou, sice vyrobí prvky C, N, O, Ne, ale
  ty zustanou uvezneny ve hvezdném nitru
• Blízká supernova pred 4,5 mld. let vyvolala
  rázovou vlnu, která pocala stlacovat slunecní
  pramlhovinu, címž vznikly podmínky pro vznik
  planetární soustavy a Zeme

23
K CEMU JSOU SUPERNOVY ZLÉ?

• V raném vesmíru zbrzdily hromadné výbuchy
  supernov tvorbu dalšího pokolení hvezd, protože
  príliš zredily mezihvezdné prostredí. (Odklad
  vzniku hvezd a galaxií cca o miliardu let.)
• Blízká supernova (do 10 pc od Slunce)
  v budoucnosti by znicila život na Zemi
  
  intenzívní zárení gama by znicilo ozonovou
  vrstvu ultrafialové zárení by sterilizovalo
  povrch Zeme

24
SUPERNOVY A FILOSOFIE PRÍRODNÍCH VED

• Pro celkový scénár vývoje vesmíru do soucasnosti
  má klícovou úlohu Salpeterova reakce zachycení
  3 jader He v nitru hvezdy vede ke vzniku jádra C
  zacátek organické chemie a prekonání úzkého
  hrdla pri tvorbe težších prvku ve vesmíru.
• F. Hoyle k úspechu Salpeterovy reakce je nutná
  jaderná rezonance, podstatne zvyšující
  pravdepodobnost zachycení trí jader He v nitru
  dostatecne hmotných hvezd. Existence rezonance je
  však mimorádne nepravdepodobná, takže vyžaduje
  mimorádne presné vzájemné vyladení konstant
  kvantové mechaniky.
• Návrat proklínaného i velebeného
• antropického principu

25
ANTROPICKÝ PRINCIP 2007
Slabý (B. Carter) Povaha vesmíru a naše místo
v nem jsou slucitelné s naší existencí jako
pozorovatelu Silný (J. Wheeler) Pozorovatel je
pro vytvorení vesmíru stejne podstatný, jako je
vesmír podstatný pro vytvorení pozorovatele -
vesmír bez pozorovatele jako by ani nebyl. o
O o Ríká se, že pokaždé, když se narodí
astronom tak velký jako Tycho nebo Kepler,
dostane se mu jasné supernovy, aby mel co
studovat. V prípade supernovy 1987A se nám zatím
odpovídajícího astronoma nepodarilo
identifikovat. Virginia Trimbleová