Super-Kamiokande: Japonský teleskop brzy odhalí duchy hvězd z doby před zrozením Země
InovaceVědci se chystají detekovat neutrina ze supernov starých až 10 miliard let. Díky vylepšenému teleskopu Super-Kamiokande v Japonsku získáme nový pohled na zánik hvězd a ranou historii vesmíru.
Představte si, že se podíváte na noční oblohu a uvidíte, jak hvězda náhle vzplane jasem, který překoná vše v okolí. Záblesk tak silný, že na krátkou dobu zastíní celou galaxii, než navždy pohasne.
Tento násilný osud je vzácný: méně než přibližně 1 % hvězd je dostatečně velkých, aby takto ukončily svůj život. Tyto dramatické exploze se vyskytují pouze u takzvaných „masivních hvězd“, tedy hvězd s hmotností zhruba osmkrát nebo vícekrát větší než Slunce. Tyto kosmické exploze, známé jako supernovy, fascinují astronomy po staletí. Například v roce 1572 dánský astronom Tycho Brahe pozoroval explozi supernovy tak jasnou, že ji bylo možné pouhým okem vidět po dobu dvou let.
To, co vidíme očima nebo dokonce výkonnými teleskopy při zániku těchto hvězd, je však jen nepatrný zlomek celého příběhu. Většina energie ze supernovy je totiž odnesena neutriny, což jsou téměř neviditelné částice, často nazývané „částice duchů“, protože procházejí téměř vším, co jim stojí v cestě.
Vědci jsou nyní konečně na pokraji toho, aby tyto záhadné posly spatřili. S pomocí extrémně výkonného teleskopu pohřbeného hluboko pod zemí v Japonsku by astronomové mohli zahlédnout tyto hvězdné „duchy“ – a s nimi i pozůstatky explozí hvězd, které zemřely před deseti miliardami let. Existuje velká šance, že vědci budou schopni tyto částice duchů konečně spatřit letos. Je to z velké části díky modernizaci japonského teleskopu Super-Kamiokande, která výrazně zvyšuje jeho schopnost detekovat neutrina ze supernov.
Pro částicového astrofyzika by to byl jeden z nejúžasnějších vědeckých úspěchů v životě. Znamenalo by to, že bychom mohli vidět částice, které vznikly ještě před existencí samotné Země, neboť teleskop je nyní dostatečně citlivý, aby zachytil slabou „záři“ všech explodujících hvězd ve vesmíru.
To vše je možné, protože neutrina téměř nikdy s ničím nereagují. Nemají elektrický náboj, takže mohou cestovat vesmírem – a dokonce i celými planetami – aniž by byly absorbovány nebo rozptýleny. Téměř nic je nemůže zastavit. Miliardy těchto částic duchů procházejí vaším tělem každou sekundu, aniž byste si toho všimli, a některé z nich cestovaly více než 10 miliard let, aby se sem dostaly.
Velké myšlenky vedou k velkým otázkám, a jednou z nich, kterou se astrofyzici snaží vyřešit, je, co zůstane po explozi takové hvězdy. Zhroutí se jádro do černé díry? Nebo se vytvoří jiný typ hvězdy, známý jako neutronová hvězda, která se pak pomalu ochlazuje v průběhu času? Neutronová hvězda je neuvěřitelně hustý objekt, široký jen asi 20 kilometrů, zhruba o velikosti velkého města.
Pokud se vědcům podaří detekovat kombinovaný signál ze všech supernov, které kdy nastaly, přiblíží nás to k zodpovězení těchto otázek. Umožnilo by nám to také studovat zánik hvězd v celé historii vesmíru pomocí částic, které k nám cestovaly miliardy let, aniž by se kdy zastavily.