Hviezdy, galaxie a vesmír

V súčasnosti všeobecne prijímaný model vzniku vesmíru je teória veľkého tresku(BIG BANG). Pri veľkom tresku, asi pred 15 miliardami rokov, sa uvolnilo obrovské množstvo tepla a energie. V priebehu prvých sekúnd po výbuchu bol vesmír tvorený len elemetárnymi časticami a žiarením. Zostatkové žiarenie, pochádzajúce z tohto výbuchu, je možné ešte aj v súčasnosti zaregistrovať(tzv. reliktné žiarenie).

Pohľad do vesmíru
Už v prvých minútach sa vytvorilo zloženie latky vesmíru, skladajúce sa zo 69% vodíka a z 31% hélia, ktoré sa dodnes veľmi nezmenilo. Od doby veľkého tresku sa vesmír neustále rozpína, takže dnes je polomer pozorovateľného vesmíru asi 15 miliárd svetelných rokov. V priebehu tejto expanzie vesmíru sa časť hmoty pôsobením gravitácie zhlukovala a vytvárala tak hviezdy, ktoré sa zoskupovali do galaxií, galaxie potom do kôp galaxií a tie do supergalaxií. Medzi týmito vesmírnymi útvarmi sa nachádzajú nepredstaviteľné veľké oblasti akoby prázdneho priestoru, kde je hustota hmoty nepredstaviteľne nízka. Naše Slnko sa nachádza v špirálovej galaxií, nazvanej MLIEČNÁ DRÁHA, ktorá sa začala formovať kondenzáciou plynových oblakov vodíka a hélia asi pred 10-12 miliardami rokov. Poloha Slnka v galaxií nie je nijako výnimočná, kedže leží na okraji jedného z jej špirálových ramien(viď. obr.). Mliečnu dráhu, pozostávajúcu z miliárd hviezd a z medzihviezdnej hmoty, nachádzajúcej sa medzi nimi, vidíme za jasných nocí ako svietiaci pás, tiahnúci sa naprieč oblohou.

Naša slnečná sústava vznikla asi pred 5 miliardami rokov gravitačným zhlukovaním oblakov prachu a plynu v galaxii. V strede slnečnej sústavy sa nachádza Slnko, ktoré je zároveň našou najbližšou hviezdou, okolo ktorého obiehajú planéty Merkúr, Venuša, ZEM, Mars, Jupiter, Saturn, Urán, Neptún a Pluto. Slnko je rotujúca plynová guľa, skladajúca sa zo 70% vodíka, z 28% hélia a 2% pripadajú na ostatné prvky. Slnko ako všetky hviezdy v pravom zmysle slova, produkuje svoju žiarivú energiu jadrovou reakciou, pri ktorej sa vodík mení na hélium, takže je to akýsi jadrový reaktor.

Slnko, ako aj ostatné hviezdy v galaxiách, sa zrodil (a hviezdy sa rodia i naďalej) z galaktického prachu a plynu v určitom čase, keď hustota plynu dosiahla dostatočnú veľkosť, aby sa gravitácia mohla prejaviť zhlukovaním hmoty do gravitačného centra s následným naštartovaním jadrovej reakcie.
Gravitácia je rozhodujúca nielen pri zrode hviezd, ale tiež riadi aj ich život a spôsobuje ich zánik. Záleží len na hmotnosti hviezd, či skončia svoj život ako biely trpaslíci, neutrónové hviezdy, alebo ako čierne diery. Platí pri tom, že čím ma hviezda väčšiu hmotnosť, tým kratšie žije životom normálnej hviezdy. To znamená, že žiarivú energiu získava z jadrovej reakcie. Hviezdy, ktorých hmotnosť je menšia ako 1,4-násobok hmotnosti Slnka, končia ako biely trpaslíci. Ak hmotnosť hviezdy prevyšuje 1,4-násobok hmotnosti Slnka a neprevyšuje zároveň jeho 3-násobok hmotnosti, tieto hviezdy sa stanú neutrónovými hviezdami. Hviezdy s troj- a viacnásobkom hmotnosti Slnka končia ako čierne diery.
Naše Slnko je hviezdou už 5 miliárd rokov a ešte asi toľko bude žiariť vo vesmíre ako normálna hviezda. Potom sa zo Slnka stane tzv. červený obor. Slnko bude v tej dobe 1000-krát jasnejšie a 100-krát väčšie ako dnes a jeho povrch bude siahať temer po dráhu Zeme. Jeho vývoj bude potom pokračovať cez planetárne hmloviny k bielym trpaslíkom. Biely trpaslíci sú vytvorení z tzv. degerenovaného plynu, kde elektróny neobiehajú okolo jadier, ale sa voľne pohybujú medzi nimi. Takýto plyn, v ktorom neexistuje závislosť tlaku od teploty, je veľmi hmotný (hustota povrchových vrstiev bielych trpaslíkov dosahuje 1000kg/cm kubických a v strede až 15000 kg/cm kubických).

Aký bude koniec vývoja vesmíru?
Na túto otázku nevedia astronómovia jednoznačne odpovedať. Záleží na tom, či je vo vesmíre dostatočné množstvo hmoty, ktorá gravitačným pôsobením v určitom čase rozpínania vesmíru zastaví a zmení ho na zmršťovanie s konečným štádiom, ktorému sa hovorí veľký krach (BIG CRUNCH). V opačnom prípade bude rozpínanie vesmíru pokračovať do nekonečna. Hmota všetkých galaxií, ktoré môžeme pozorovať, je nedostatočná a záleží len na tom, či je dostatočné množstvo tzv. neviditeľnej hmoty, ktorá sa nachádza v obrovských priestoroch medzi galaxiami.

Hviezdna obloha v lete
Letné večery sú pre obdivovateľa hviezdnej oblohy najvhodnejšie i najpríjemnejšie. Počet hviezd na oblohe je nižší ako v iných ročných obdobiach, keď menej jasné hviezdy už nevidno, zato súhvezdia a Mliečna cesta sú výrazné a nádherné. Pre orientáciu nájdeme si na oblohe tri veľmi ľahko identifikovateľné súhvezdia Veľký voz, Malý voz a Kasiopeju, ktoré patria medzi nezapadajúce súhvezdia. Polárka, najjasnejšia Malého voza, nám ukazuje smer na sever a zároveň predstavuje stred otáčania sa hviezdnej oblohy.

V letnom období máme takmer nad hlavou štvoruholníkovú hlavu Draka a najjasnejšiu hviezdu letnej oblohy Vegu, patriacu do súhvezdia Lýry. Vega, Altair zo súhvezdia Orol a Deneb z Labute svojou jasnosťou zreteľne vynikájú nad ostatnými hviezdami a tvoria tzv. letný trojuholník. Medzi typické letné súhvezdia patria tiež Herkules, súhvezdia nesúce meno bájneho gréckeho hrdinu, ďalej Hados, zázračný lekár s výnimočnou schopnosťou kriesiť mŕtvych. Pretože ľudia nezomierali, Zeus, aby udržal svetový poriadok, ho usmrtil bleskom. Po smrti sa dostal na oblohu spolu so svojim pomocníkom Hadom. Na juhu pomerne nízko nad horizontom sa nachádzajú niektoré zvieratníkové súhvezdia známe z astrológie a to postupne od Panny na západ cez Váhy, Škorpióna, Strelca, Kozorožca až k Vodnárovi na východe. Zvieratníkovými súhvezdiami prechádza rovina ekliptiky, v ktorej sa nachádzajú spolu so Slnkom a našim mesiacom aj všetky planéty, takže mesiac a planéty v lrtnom období vidíme len nízko nad južným horizontom. Naproti tomu Mliečna cesta vystupuje veľmi vysoko. Mliečnou cestou sa v odbornej literatúre často nazýva lrn samotný svietiaci pás na oblohe, ktorý je tvorený veľkým množstvom hviezd nachádzajúcich sa v dvoch susedných špirálových ramenách našej galaxie, medzi ktorými sa nachádza naša Slnečná sústava. Celá naša galaxia je nazývana Galaxia s veľkým G. Všetky hviezdy, ktoré vidíme na oblohe patria do našej galaxie a najviac sú to tie k nám najbližšie. Hviezdy ostatných galaxií vzdialených od nás milióny až miliardy svetelných rokov i vo hvezdárskych ďalekohľadoch pre túto vzdialenosť nevidíme jednotlivo, keď spolu splývajú do svetelných obláčikov. V týchto obláčikoch sa podľa veľkosti príslušnej galaxie raz za 10 až 100 rokov náhle, na obdobie niekoľko týždňov či mesiacov, objaví senzačný úkaz nazvaný supernova. Supenova nie je nová hviezd, ako naznačuje jej pomenovanie, ale naopak, je to vybuchujúca hviezda v konečnom štádiu svojho života. Jej intenzita žiarenia je taká obrovská, že sa vyrovná desiatkam miliardám normálnych hviezd. Za priaznivých podmienok, ak máme dobrý zrak, môžeme na hviezdnej oblohe už púhym okom uvidieť dve galaxie vo forme obláčikov a to galaxiu M 31 v Androméde a galaxiu M 31 v Trojuholníku. Prvá, veľmi podobná našej galaxii veľkosťou i tvarom, je od nás vzdialená na 2,25 milióna, druhá 2,66 milióna svetelných rokov. Ďalšie dve galaxie Veľký a Malý Magellanov mrak sú k nám zo všetkých galaxií najbližšie, „len“ asi 200 000 svetelných rokov. Sú to veľmi malé galaxie vyzerajúce ako nejaké odštiepky Mliečnej cesty, ktorá patrí medzi supergalaxie.

Sú dobre pozorovateľné z južnej časti našej zemegule, ale v našej zemepisnej šírke ich neuvidíme. Na obrázkoch je hviezdna obloha v lete, ako ju uvidíme na konci júna o 23. hodine, v polovici júla o 22. hodine a na začiatku augusta o 21. hodine.