K velkému nadšení astronomické i celé vědecké komunity po celém světě začalo před necelým týdnem na obloze jedno z největších představení, jež nám okolní vesmír může přichystat. V relativně blízké galaxii Messier 82 se rozzářila supernova. Za posledních několik dní se jak amatérské, tak profesionální dalekohledy upírají směrem k Velké medvědici. Máme tím jednu výhodu: v našich zeměpisných šířkách jde o souhvězdí cirkumpolární neboli obtočníkové, které je u nás po celý rok nad obzorem a je dobře viditelné na severozápadní části oblohy. Bohužel máme i jednu nevýhodu: současný stav počasí (tedy alespoň zde ve středních Čechách, ale jak se dále dočtete, nejen u nás).

Dějství první: postnovoroční překvapení

Jestli máte to štěstí a nenacházíte se pod oblačnou pokličkou, stačí vám malý dalekohled o průměru 10 cm nebo běžný binokulár a s ním zamiřte mezi Velkou a Malou medvědici. Supernovu SN2014J najdete v galaxii Messier 82 (známé také pod označením NGC 3034, nebo poeticky „galaxie Cigáro“), což je nepravidelná galaxie v souhvězdí Velké medvědice, objevená Johannem Elertem Bodem dne 31. prosince 1774 společně s nedalekou M81.
Podrobnější mapa oblohy kde supernovu hledat:   http://beforeitsnews.com/

K fanouškům pozorování se přidal i bývalý kanadský velitel ISS Chris Hadfield
Zdroj: http://lh6.googleusercontent.com/

Vzrušení, které zachvátilo vědeckou obec, je pochopitelné. Jde o první tak blízkou explozi od roku 1987, kdy jsme mohli pozorovat jasnou supernovu SN 1987A v mlhovině Tarantula ve Velkém Magellanově oblaku 168 000 světelných let od Země – astronomové museli čekat plných 27 let.
Podle měření světelného spektra jde tentokrát o supernovu typu Ia. Díky obecně akceptované teorie je tento typ supernov výsledkem procesu, při němž uhlíko-kyslíkový bílý trpaslík shromažďuje hmotu z blízkého hvězdného průvodce, obvykle rudého obra, až nakonec dosáhne Chandrasekharovy meze. Nárůst tlaku zvýší teplotu v okolí centra a začne perioda konvekce dlouhá asi sto let. V jistém bodě této fáze slabého vření dojde v jednom okamžiku k jednorázové explozi. Při ní jsou zbytky hvězdného materiálu odhozeny hvězdou do okolního prostoru rychlostí až 20 000 km/s.

snímek M 82 z rána 23.1. (06:23 světového času) a dřívější z dubna 2013.
Zdroj: http://d1jqu7g1y74ds1.cloudfront.net/

Minulou středu udávaly některé zdroje magnitudu 11,5. Zprávy z pátku zmiňují jasnost 11,3 a v nejbližších dvou týdnech bychom mohli očekávat další nárůst jasnosti.
Pokud zmiňujeme galaxii blízkou, myslíme to v kosmických měřítcích. Z tohoto pohledu je Messier 82 náš blízký galaktický soused. Nachází se od nás ve vzdálenosti 11 – 12 milionů světelných let. Z hlediska lidského je to nepředstavitelné. Supernova explodovala v době, kdy Zemi vládli obří savci – dinosauři byli už po více než padesát milionů let smeteni z povrchu zemského kolizí naší planety se zhruba desetikilometrovým Chixculubským  asteroidem – a Antarktida byla ještě částečně zalesněná. Tak dlouho trvalo světlu, než doputovalo k naší planetě, aby bylo poprvé zachyceno astronomy v úterý 21. ledna 2014 našeho (lokálního) letopočtu v 19:20 světového času – a to čirou náhodou.

Dějství druhé: 007 drama z rodné země Jamese Bonda

V tu dobu studenti na observatoři Londýnské univerzity Ben Cooke, Tom Wright, Matthew Wilde a Guy Pollack asistovali profesoru Stevu Fosseymu při krátkém pracovním semináři pro další vysokoškolské studenty. Počasí se zhoršovalo a nad observatoří se začalo zatahovat, proto se doktor Fossey rozhodl místo plánované lekce z astronomie provést rychlou demonstraci, jak obsluhovat CCD kameru na jejich 0,35metrovém teleskopu. Studenti si sami vybrali M82 jednak proto, že jde o jasný a zajímavý objekt, ale hlavně z toho důvodu, že navzdory narůstající oblačnosti byla tato galaxie ještě mimo příkrov oblaků.
Když si prohlédli snímek, Fossey si hned všiml hvězdy, která tam nepatří. Na webu si vyhledali archivní záběry M 82, které jen potvrdily, že se nemýlí. Vzhledem k nadále se zhoršujícímu počasí začala být situace dramatická. Bylo nutno vyloučit chybu na teleskopu nebo CCD detektoru, proto se rozhodli uvést co nejrychleji do provozu druhý dalekohled, což se jim podařilo zhruba v 19:40. Za nějakou dobu si byli jistí: nejde o závadu na přístrojích – musí jít o supernovu!
Následoval klasický telegram do centrálního úřadu Mezinárodní astronomické unie, který se katalogizací supernov zabývá (IAU Central Bureau), ten posléze potvrdil, že doktor Fossey a tým britských studentů jsou oficiálně prvními, kteří SN2014J pozorovali, i když vlastně byli „jen“  prvními, kteří si uvědomili, co pozorují.

Dějství třetí: Do pozorování se zapojují nejvýkonější kosmické teleskopy

Ale opravdovou „třešničkou na dortu“ je skutečnost, že jde o první tak blízkou opticky viditelnou supernovu typu Ia v éře kosmických dalekohledů. Nemuseli jsme čekat tak dlouho a v pátek 24. ledna publikovala NASA na webu zprávu, že proběhla úprava dat pro vícepásmový teleskop Swift, jehož detektory zaznamenávají elektromagnetické záření od viditelného spektra přes ultrafialové, rentgenové až po nejenergetičtější pásmo gama.

O tom, že jde o stěžejní událost, snad přesvědčí i ty největší skeptiky výčet dalších vesmírných observatoří, jež se na supernovu postupně zaměří. Agentury NASA a ESA v pátek oficiálně oznámily plány zacílit do Doutníkové galaxie i Hubbleův dalekohled, rentgenovou kosmickou observatoř Chandra, jejího rovněž rentgenového mladšího bratrance NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) a  gama detektor Fermi.

Světelná křivka SN 2014J detektoru UVOT
Zdroj: http://people.physics.tamu.edu/

Ale jak se sluší a patří pro jeho jméno (do češtiny přeloženo jako „rychlý, okamžitý, pohotový“), Swift byl první vesmírný teleskop, jenž byl přesměrován do blízkosti Velké medvědice už ve středu 22. ledna, pouhých několik hodin po oficiálním potvrzení supernovy. První z palubních přístrojů, který započal měření, byl detektor UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope).

„Doba od nalezení supernovy k jejímu oficiálnímu potvrzení je ten nejslabší článek řetězce v procesu detekce nejranějších a tím zásadních dat, neboť se jedná o desítky hodin,“ říká Neil Gehrels, vedoucí týmu pozorovacího programu teleskopu Swift z Goddardova vesmírného centra NASA v Greenbeltu. „Naštěstí trvá pouhých několik hodin přeprogramovat Swift tak, aby se zacílil daným směrem.“

V tomto světle je zajímavé, že SN 2014J už byla viditelná na snímcích pořízených týden před oficiálním datem, ale nikdo si jí nevšiml. I když jde o takto blízkou explozi, hvězda se nachází uvnitř galaxie M 82 a její světlo je tlumeno materiálem prachoplynného disku mateřské galaxie – jeho přítomnost rozptyluje modrou složku světla, která je pro detektor UVOT důležitá (nebrání viditelnému světlu a kratším ultrafialovým délkám, ale komplikuje pozorování ve středních UV kmitočtech).

Ale i tuto nevýhodu jsou astronomové díky relativní blízkosti zdroje schopni proměnit na výhodu. Chtějí studovat účinky mezihvězdného galaktického materiálu na šíření rozličných vlnových délek elektromagnetického záření. V tom tkví obrovská výhoda SN 2014J: Jde o supernovu dobře známého typu, která vykazuje pokaždé stejnou svítivost (díky tomu se používá jako standardní svíčka při měření kosmických vzdáleností).

Snímek detektoru UVOT před událostí. Je složeným kompozitem pozorování v rozmezí let 2007 – 2013, Úhlový rozsah snímku činí 17 minut – více než polovina měsíčního úplňku. Zdroj: http://www.nasa.gov/

Snímek detektoru UVOT po události. Je pořízen v pásmu středních ultrafialových kmitočtů 22. ledna 2014. Toto pásmo je barevně zobrazeno v modré, blízké UV pásmo v zelené a viditelné světlo v červené. Úhlový rozsah snímku činí 17 minut – více než polovina měsíčního úplňku. Zdroj: http://www.nasa.gov/

Dějství čtvrté (dovětek): ještě pikantnější shoda náhod než objev samotný

Závěrem jsem si nechal jednu „historku z natáčení“. Předminulou neděli 19. ledna probíhal pravidelný webcast pod taktovkou šikovného amerického popularizátora vesmírného výzkumu Frasera Caina. Jak tomu bývá zvykem, skupina jeho spolupracovníků (a mnohdy zároveň i přátel) diskutuje nad svými astrofotografickými úlovky, nebo probírá zajímavé události uplynulého týdne. Zhruba ve dvaadvacáté minutě přenosu (záběr na doutníkovou galaxii se objeví ve 21:26) začnou zúčastnění řešit téma galaxie M 82.
Dramatický vrchol nastává zhruba deset vteřin před dvacátou třetí minutou, kdy John Kramer dodává, že jde sice o galaxii s výraznou a bouřlivou hvězdotvorbou, ale nicméně žádné supernovy bychom v tomto regionu neměli očekávat. V té době už supernova SN 2014J plála plné své kráse. Z přiloženého záběru je to těžké posoudit, nicméně v tom čase už proces exploze probíhal, jen bylo těžké si jej všimnout jak z důvodu stínění světla samotné supernovy materiálem galaktického disku, tak i atmosferickými podmínkami, či rozlišením optických a elektronických prvků přístroje.
Možná jde o historku, kterou si budou pamatovat jen zůčastnění, ale i titul přenosu na kanálu youtube byl pozměněn (Našli jsme supernovu?). A nemusíme se obávat fundovanosti účastníků debaty, to si jen s námi vesmír opět pohrává – když už si myslíme, že víme, objeví se nějaká zapeklitá skutečnost, která nám ten náš domeček z karet zase pěkně zpřehází – a udělá to takto elegantním způsobem.

Poděkování: Julii Novákové za ochotu, fundovanou pomoc i inspiraci.

Zdroje informací:
 http://www.universetoday.com/
http://www.astrowatch.net/
http://www.skyandtelescope.com/
http://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://lh6.googleusercontent.com/-QU2jenXu8S0/UuFPtVTmXPI/AAAAAAAA-78/_uBGYNWrMRw/w640-h363-no/aaaa.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/673xvariable_height/public/m82_uvot_before_sn_large.jpg?itok=45XJX6Tc
http://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/673xvariable_height/public/m82_uvot_after_sn_large-arrow_0.jpg?itok=okHFhElo
http://www.nasa.gov/content/goddard/nasa-spacecraft-take-aim-at-nearby-supernova/#.UuLUb_RNyI9