Největší hvězda galaxie váží jako sto Sluncí

Infračervené oko kosmického teleskopu Hubble odhalilo monstrum v Mléčné dráze

Největší hvězda galaxie váží jako sto Sluncí

* Odpověď na otázku, která hvězda v naší Galaxii má největší hmotnost, si astronomové kladli dlouho. Kosmický teleskop Hubble na ni možná nalezl odpověď: Pistol.
Podle NASA se tato hvězda nachází asi 25 000 světelných roků od Země, poblíž středu naší Mléčné dráhy. Její záření je desetimiliónkrát intenzívnější než záření Slunce. A kdyby toto kosmické těleso zaujalo místo naší hvězdy, pohltilo by oběžnou dráhu Země, což by mu dalo předpokládaný objem s průměrem více než 300 miliónů kilometrů.
Tyto astronomické odhady dávají hvězdě hmotnost stokrát větší, než je hmotnost Slunce. Její věk je asi jeden milión roků - jde tedy o hvězdu zcela mladičkou (našemu Slunci je pět miliard roků). Mlhovina o průměru čtyř světelných roků tvoří její vnější vrstvy, které byly vyvrženy do vesmíru při sledu erupcí, z nichž dvě poslední se konaly před čtyřmi až šesti tisíci lety.

Jako slaměný vích...

Ostatně zvláštní forma tohoto expandujícího mraku dala hvězdě její název: Pistol. V rytmu, jímž spaluje své zásoby plynu, skončí svůj život za dva až tři milióny let. Řečeno jinak, v kosmických měřítcích prostoru a času je to jen vzplanutí slaměného víchu. Pro srovnání - naše Slunce bude zářit ještě alespoň dalších pět miliard let, než se promění v novu a posléze vyhasne.
Ale přes tyto údaje NASA zůstává otázka, je-li Pistol hvězdou s největší hmotností v celé Mléčné dráze přinejmenším pootevřená. Některé výhrady nutí k opatrnosti. Pistol se nachází v prostoru s velkým obsahem mezihvězdného prachu. To znamená, že její zablesknutí je značně omezené (magnituda 20 až 30) pro obrovské množství hmoty, která se rozprostírá mezi ní a Zemí. Ostatně aby ji mohli pozorovat přes tuto mlhu, museli astronomové využít infračervené detektory NICMOS z teleskopu Hubble, který má schopnost vidět skrz zaprášený vesmír.

Oprávněná opatrnost

Je však velmi obtížné odhadnout správně absorpci působenou tímto prachem, a v důsledku toho i absolutní světelnost hvězdy. Pro Mohammeda Heydari-Malayeriho, astronoma z pařížské observatoře, který se specializuje na pozorování a studium hvězd o vysoké hmotnosti, "je ještě mnoho nejistot, pokud jde o luminozitu hvězdy, tedy i pokud jde o vzdálenost, ale i o její teplotu". Podle jeho názoru by Pistol mohla být také "štíhlejší".
Opatrnost - pokud jde o hvězdy s nejvyšší hmotností - je podložena zkušeností. Rozměry některých dřívějších kandidátů byly později zmenšeny do skromnějších proporcí. Až do poloviny osmdesátých let si astronomové mysleli, že objevili hvězdu s hmotností dvoutisíckrát větší než Slunce ve středu mlhoviny Tarantule ve Velkém Magellanově mraku. Potom pozorování postupně odhalovala, že jde o kupu hvězd, z nichž největší nedosahovala ani osmdesátinásobku hmotnosti Slunce.
"Mohutné hvězdy mají strach z rozlišovací techniky," říká s humorem Mohammed Heydari-Malayeri. "V roce 1986 jsme mysleli, že jsme objevili v Malé Magellanově mlhovině hvězdu s hmotností 150 Sluncí. V roce 1988 nové pozorování, provedené na stanici ESO v Chile, nám ukázalo, že ve skutečnosti šlo o kupu šesti hvězd, z nichž největší dosahovala devadesátinásobku hmotnosti Slunce. V roce 1994 díky technice přizpůsobovací optiky jsme uviděli, že nejde o šest, ale o dvanáct hvězd, z nichž nejmohutnější nepřekračovala padesátinásobek hmotnosti Slunce."

Na trůně je Eta Carinae

Vzhledem k těmto rizikům může 3700 světelných roků vzdálená Eta Carinae, hvězda s hmotností rovnající se devadesáti Sluncím, zůstat i nadále největší známou hvězdou.
I s těmito výhradami se zdá, že Pistol je velmi mohutná hvězda. Mlhovina, která ji obklopuje, svědčí o mohutném mechanismu ztráty hmoty, předvídaném teorií vývoje masívních hvězd. Podle NASA měla na začátku svého života hvězda Pistol hmotnost dvěstěkrát větší než Slunce. Za milión roků tedy ztratila polovinu své hmotnosti. Čím je hvězda masívnější, tím více ztrácí hmotnost.
"Masívní hvězdy produkují radiační tlak, který působí proti gravitaci," vysvětluje Robert Mochkovitch, astrofyzik z Astrofyzikálního institutu v Paříži. "Tento tlak může snížit o 70 % zdánlivou tíži hvězdy. K tomu přistupuje tlak vyvolávaný ultrafialovými fotony. Některé ionty zvlášť citlivé na fotony přenášejí obdrženou energii na ostatní atomy hvězdy. Výsledkem je, že velká část hvězdné hmoty je vypuzována do vesmíru. Když se hvězda zbaví takto svých vrchních vrstev, odhalí své jádro a stává se Wolf-Rayetovou hvězdou (podle francouzských astronomů Wolfa a Rayeta). Tento osud závisí na počáteční hmotnosti hvězdy a na její metalicitě, tj. na podílu kovů, které obsahuje ve chvíli svého vytváření."

Hvězdní obři

Mlhoviny, které obklopují Pistol, jsou pravděpodobně výsledkem ztráty hmoty, což potvrzuje skutečnost, že jde o hvězdu velmi mohutnou. Jejich struktura naznačuje, že byly vyhozeny epizodně v jistých erupcích.
"Tomuto jevu ještě přesně nerozumíme," říká astronom Nicolas Prantzos. "Proč nedochází ke ztrátě hmotnosti trvale? Jedinou věcí, kterou můžeme říci, je, že se zdá, že od šedesátinásobku hmotnosti Slunce jsou hvězdy vystaveny vibrační nestabilitě. Vše zůstává teorií."
Každopádně je Pistol jednou z nejmohutnějších hvězd Galaxie. Jestliže skutečně představuje stonásobek hmotnosti Slunce, chytili astronomové do sítě sólokapra. V Mléčné dráze jsou hvězdy takové hmotnosti miliónkrát vzácnější než hvězdy typu Slunce. Kromě toho mají životnost tisíckrát kratší. Proto je mezi stem miliard hvězd v Mléčné dráze nutně jen velmi málo takto kolosálních. Jinak řečeno, Pistol a Eta Carinae jsou pravděpodobně dvě nejmohutnější hvězdy Galaxie.
Existují hvězdy o hmotnosti dvou set, pěti set nebo ještě větším počtu Sluncí? (Kvasary mají hmotnost i několika miliónů Sluncí - jenže ty se nepovažují za hvězdy.)
"Teoretické modely to nevylučují," odpovídá Robert Mochkovitch. "Je však možné, že smršťování mlhovin je provázeno fragmentací, která omezuje maximální hmotnost hvězd."
Jestliže známe přesně dolní hranici hmotnosti, kdy se nebeský útvar stane hvězdou (0,08 hmotnosti Slunce), horní hranice zůstává neznámou a leží kdesi kolem 100 hmotností Slunce. A protože teorie nemá brzdy, ke konci této otázky se dojde jen pozorováním.
Hvězda Pistol byla objevena kosmickým teleskopem Hubble. Jeho infračervený detektor, který vidí přes mezihvězdné mraky, vystopoval monstrum o průměru dosahujícím 300 miliónů kilometrů.