Překvapivé vlastnosti hvězdy Polárky
Petr Sobotka  
SANQUIS č.100/2012, str. 54

Asi nejznámější hvězdou severní oblohy je Polárka. Přitom zdaleka není nejjasnější. V minulosti byla nesmírně důležitá pro snadné určování severu. Dnes už ji sice k tomu nepotřebujeme, ale Polárce to na zajímavosti neubralo. Skládá se totiž ze tří různých hvězd a ještě k tomu pravidelně mění svou jasnost.

Všem je jistě známo
, že Polárka měla pro lidstvo velký význam. Spolehlivě každou jasnou noc ukazovala k severu, protože se na obloze náhodou nachází u místa, kam se promítá severní zemský pól. Snad každé dítě o Polárce někdy slyšelo, určitě právě kvůli její roli při navigaci. Je to také jediná hvězda, o které můžete v každém okamžiku říct, kde se nachází. Je na obloze celý rok na stejném místě a ostatní hvězdy kolem ní opisují kružnice. Už jen z tohoto důvodu je naprosto výjimečná, i když v době navigačního systému GPS její význam pro určování polohy až na výjimky upadl do historie. Pro astrofyziky ale poloha Polárky nad severním pólem zajímavá není. To je skutečně jen otázka náhody. Ostatně zemská osa nemíří stále stejným směrem, ale pomalu mezi hvězdami opisuje kružnici. K Polárce se vrací každých 26 tisíc let a této periodě se říká Platónský rok. Teď je tedy pól u Polárky, ale za 12 tisíc let bude mířit ke hvězdě Vega v souhvězdí Lyry. Odborníky však Polárka zaujala něčím úplně jiným.
Polárka leží poblíž bodu, kam se promítá severní zemský pól. Proto se během noci všechny ostatní hvězdy otáčí kolem ní.


Jako maják
Mnohem zajímavější je, že Polárka je proměnnou hvězdou. Těch je dnes známo ve vesmíru přes sto tisíc. Tyto hvězdy se mění z různých důvodů a lze je rozdělit do několika skupin. Skupina hvězd, do které patří Polárka, se jmenuje cefeidy. Podle hvězdy Delta v souhvězdí Cefea, která je v této skupině prototypem.
Cefeidy jsou hvězdy, které přísně periodicky mění svůj objem, nafukují se a zase smršťují s železnou pravidelností. Tento zajímavý jev můžeme také pozorovat na vlastní oči. Je totiž doprovázen změnou jasnosti hvězdy, která se opakovaně zjasňuje a zase slábne. Atmosféry cefeid nejsou v rovnováze, a tím se vysvětluje její chování. Střídavě má navrch záření deroucí se z nitra hvězdy – hvězda se zjasní. Proti tomu působí neprůhlednost vrstvy ionizovaného helia. Když převládne její vliv, světlo z hvězdy neunikne a hvězda nám na obloze pohasne. Děj se opakuje u různých cefeid v řádech dnů až desítek dní.
Cefeidy jsou velice užitečné hvězdy, jenž nám pomáhají určovat vzdálenosti ve vesmíru. Už od počátku 20. století je totiž známá závislost mezi periodou pulzací a jasností hvězdy. Umíme-li spočítat skutečnou jasnost hvězdy a změřit tu pozorovanou, umíme také vypočítat, jak daleko od nás hvězda září. Astronomové si tak pomáhají při zjišťování vzdálenosti hvězd samotných, ale také galaxií, ve kterých se podaří nějakou tu cefeidu najít. Polárka má mezi pulzujícími hvězdami také své nej. Je ze všech nejblíže k naší Sluneční soustavě.

Polárka se opakovaně zjasňuje a zeslabuje

Nic netrvá věčně

Proměnnost Polárky byla známa už na konci 19. století. Dnes víme, že je hvězda asi třicetkrát větší než Slunce a periodicky mění svou jasnost. Její pulzace probíhají s periodou skoro přesně čtyři dny. Změny jasnosti jsou ale nevýrazné a běžný člověk si jich okem nevšimne. Jen zkušení pozorovatelé proměnných hvězd dokáží její změny sledovat a díky nim existují dlouhodobé záznamy jejího chování. V osmdesátých letech minulého století astronomové porovnali její tehdejší chování s chováním na počátku dvacátého století a dočkali se velkého překvapení.
Amplituda změn jasnosti začala klesat, hvězda se měnila stále méně a méně. Změny jasnosti přestávaly být měřitelné, a to nejen okem, ale i tehdejšími přesnými fotometry. Jako by se pulzace začaly utlumovat a mechanismus, který je držel v chodu, přestal fungovat. Byl to skutečně ojedinělý případ a teoretici jen bezradně kroutili hlavami. Nakonec se vesměs shodli na tom, že hvězdu sledují ve fázi, kdy přestává být proměnnou hvězdou a nestabilita její atmosféry je nahrazována hydrostatickou rovnováhou. Víme, že hvězdy se nemění věčně, že jednou přestanou být proměnnými, a tohle mohl být právě první takový zaznamenaný případ. Polárka ale byla proti.
Hvězda Polárka je částečně zahalena v namodralé mlhovině

Po spánku probuzení

Sotva se vědci smířili s tím, že se Polárka nemění a našli pro to přijatelné vysvětlení, začala se hvězda opět měnit. Před pěti roky se Polárka jakoby začala vzpamatovávat z útlumu a poslední roky se její aktivita pozvolna zvyšuje. Potvrzují to i nejnovější pozorování z několika observatoří. Odborníci zatím nerozumí tomuto záhadnému chování Polárky a vyzývají pozorovatele noční oblohy, aby hvězdu sledovali. Ostatně, pokud máte teleobjektiv napojený na CCD kameru, můžete si zkusit Polárku proměřit sami.

Život ve trojici
A na závěr ještě jedna zajímavost. Polárka vůbec není osamělá hvězda. Základem této malé hvězdné rodinky jsou dvě hvězdy označované jako Polárka Aa a Polárka Ab s hmotnostmi 4,5 a 1,5 Slunce. Polárka Aa (to je ta, co ji vidíme na obloze) je nejjasnější a největší z celého systému a září 5000krát víc než naše Slunce. Kdybychom udělali takový malý experiment a Slunce posunuli do stejné vzdálenosti, v jaké je Polárka, neviděli bychom ho ani v dalekohledu. Polárka Aa a Ab obíhají kolem sebe ve vzájemné vzdálenosti asi 15 astronomických jednotek, což je o něco méně než vzdálenost Uranu od Slunce. Hvězdný pár však nemá soukromí. Ze stonásobně větší vzdálenosti je sleduje Polárka B, obíhající celou dvojici. Systém Polárky je tedy trojhvězdný a spolu s překvapivým chováním pulzací a polohy u severního pólu, dělá s Polárky jednu z nejzajímavějších hvězd oblohy.

Foto: ESO, Steve Mandel (Hidden Valley Observatory), Ing. Martin Myslivec


obsah čísla 100 ročník 2012





poslat e-mailem



SANQUIS PLUS




GALERIE SANQUIS




ORBIS PICTUS



PORADNA