Jak vzniká zlato a uran? Vědci poprvé zachytili největší vesmírnou podívanou, srážku neutronových hvězd

Vědci zachytili srážku neutronových hvězd vzdálených 1,3 miliónu světelných let 17. srpna ve 14:41 SELČ. Nejprve ji zachytil na poli gravitačních vln LIGO, o dvě sekundy později si srážky všiml i Fermiho teleskop NASA v podobě paprsků gama.

Neutronové hvězdy měly průměr zhruba 20 kilometrů a v závěrečné fázi přiblížení se kolem sebe točily až 2000 krát za sekundu. Pro srážce zachytily spektrometry těžké kovy jako zlato a uran, čímž se potvrdilo, že právě takto vznikají. Co bude s hvězdami dál zatím není jasné, zřejmě se ale změní v černé díry.

Co je neutronová hvězda?

Málokterý objekt ve vesmíru je natolik záhadný a fascinující, jako neutronová hvězda. Ačkoliv dosahuje jen drobných rozměrů, díky své hmotnosti a gravitaci roztrhá vše, co jí přijde do cesty. Podle odborníků by navíc některé tyto hvězdy vůbec neměly existovat, opak je ale pravdou, čímž jsou zbourány naše zažitá vědecká chápání fyziky.

Dříve, než se podíváme na unikátní vlastnosti, které neutronová hvězda má, pojďme si říct, co to vlastně je a jak taková hvězda vzniká. Zásadním faktem je, že neutronová hvězda není hvězda v pravém slova smyslu, jako například naše Slunce. To je složeno z plazmatu a na jejím povrchu i uvnitř probíhají neustálé termonukleární reakce. 

Jakmile je hvězda na konci své životnosti, dojte k výbuchu supernovy a díky masivní gravitaci se hvězda zhroutí do sebe. Elektrony jsou tímto procesem vmáčknuty do jader atomů, čímž se protony v jádrech změní na neutrony, a obal hvězdy je odmrštěn do okolí. Z masivní hvězdy se rázem stává drobná, zhruba několik desítek kilometrů v průměru velká neutronová hvězda.

Pokud má neutronová hvězda příliš velkou hmotnost, může se ještě dále smršťovat. Nakonec z ní vznikne černá díra, případně kvarková hvězda, její existence zatím ale nebyla úspěšně prokázána a hovoříme o ní tedy pouze na hypotetické rovině.

Neutronová hvězda je malá, zhruba 10 až 25 kilometrů v průměru široká dřívější hvězda, která si ale zachovává některé vlastnosti původního tělesa. Platí zde například princip zachování hybnosti, který znamená, že se neutronová hvězda točí stejně rychle, jako slunce, ze kterého vzešla. Při své velikosti se ale otáčí rychlostí zhruba 700x za sekundu.

V mnoha aspektech dokonce neutronová hvězda jiné hvězdy překonává. Zatímco teplota například Slunce je na povrchu asi 5000 stupňů Celsia, neutronová hvězda dosahuje teploty jeden až dva miliony stupňů Celsia.

Její hmotnost je navíc tak obrovská, že i při svých drobných rozměrech váží zhruba jako několik stovek Zemí. Kdybyste vzali neutronovou hvězdu rozměrech 1 centimetr krychlový, nenašli byste na světě nic, co by s ní dokázalo pohnout nebo jí dokonce uzvednout.

Přesné složení neutronové hvězdy zatím nikdo s jistotou určit nedokázal. Předpokládá se ale, že pod zhruba metr širokou atmosférou se nachází pevná kůra z materiálu, kterému můžeme zjednodušeně říkat kov, akorát je několikamiliardkrát silnější.

S tím, jak hvězda letí vesmírem, na sebe ale obrovskou gravitací váže jiná tělesa, tudíž se předpokládá, že povrch hvězdy bude v brzké době posetý vším možným, na co ve vesmíru narazí. Ostatně objekty se k neutronové hvězdě přibližují až rychlostí 7000 kilometrů za hodinu a při jejich dopadu na povrch vzniká uvolnění energie podobné výbuchu atomové bomby.

Neutronová hvězda roztrhá vše, co jí přijde do cesty, a je prakticky nezastavitelná, stejně jako černá díra. Zatímco ta ale spíše fascinuje, zejména díky zakřivení časoprostoru, horizontu události a teorii singularity, neutronová hvězda děsí, vědce nevyjímaje.

Ti před sedmi lety zjistili, že neutronové hvězdy bourají zažité představy o fyzice. Odborníci z americké Národní radioastronomické observatoře totiž objevili neutronovou hvězdu, jejíž hmotnost do té doby pokládali za nemožnou a zcela nereálnou.