Pozorovatelé jižní oblohy si mohli zhruba od roku 1833 všimnout velmi neobvyklého jevu. Jedna z hvězd začala postupně zjasňovat. Když dospěla do maxima, překonala všechny ostatní hvězdy s výjimkou Síria a na nějakou dobu se stala druhou nejjasnější hvězdou noční oblohy. Pak mírně poklesla a její jasnost kolísala, ale nadále zůstávala jedním z nejjasnějších objektů na nebi. Nakonec se její jas snížil natolik, že přestala být pozorovatelná pouhým okem, ale celý tento proces trval několik desítek let.
Tato hvězda nemá žádné tradiční jméno, a to z jednoduchého důvodu – leží tak hluboko na jižní obloze, že byla pro většinu pozorovatelů ze severní polokoule nedostupná. Nebyla ani součástí tradiční čínské astronomie.
Čínští astronomové ji zmapovali až počátkem 17. století, když vytvářeli a popisovali asterismy (skupiny výrazných hvězd) na jižní obloze. Umístili ji spolu s několika dalšími hvězdami do asterismu Haishan nazvaného česky Moře a Hory, kde dostala jméno Nebeský oltář (Tseen She). Také je známa jako Hǎishānèr, v překladu Druhá hvězda (asterismu Moře a hory), případně pod názvem Foramen (latinsky Díra, Otvor).
Nejčastěji se tato hvězda označuje jako éta Carinae. Dříve byla známa také jako éta Argus, éta Navis nebo éta Roboris Caroli. Je to proto, že ačkoli se na obloze nepohnula ze svého místa, vystřídala několik souhvězdí.
Jak astronomové našli a pak vymazali planetu ve Sluneční soustavě |
Nestálá souhvězdí
Nejprve ležela v souhvězdí Loď Argo (Argo Navis), které bylo zavedeno již ve starověku. Roku 1678 anglický astronom Edmund Halley z části Lodi Argo vytvořil nové souhvězdí, které nazval Karlův dub (Robur Carolinum) a hvězda éta se ocitla v něm. Ačkoli toto souhvězdí mělo být podle jeho tvůrce „věčnou vzpomínkou“ na anglického krále Karla II., na obloze vydrželo jen asi 75 let.
Když v polovině 18. století francouzský astronom Nicolas Louis de Lacaille podrobně mapoval hvězdy jižní oblohy, vyslovil nesouhlas s poněkud násilně vytvořeným souhvězdím. Roli v tom pravděpodobně hrál i fakt, že za vznikem Karlova dubu stály Halleyovy politické a nacionalistické pohnutky, které by se podle většiny vědců neměly na oblohu přenášet. Názor postupně převzali i další astronomové a Karlův dub přestal být uznáván jako souhvězdí.
Lacaille zároveň konstatoval, že souhvězdí Loď Argo je příliš veliké a navrhl jej rozdělit na tři menší části: Lodní kýl, Lodní záď a Plachty. Nějakou dobu trvalo, než se toto rozdělení ujalo. Někteří astronomové stále považovali Loď Argo za jedno souhvězdí, jiní již používali části navržené Lacaillem. Definitivní rozřešení udělala až Mezinárodní astronomická unie, když v roce 1930 rozdělila celou oblohu na 88 souhvězdí. Mezi nimi již Loď Argo nefiguruje a je rozdělena na výše uvedené tři části.
Hvězda éta se tak opět „stěhovala“ a nyní ji najdeme v souhvězdí Lodního kýlu, latinsky Carina. Abychom předešli možnému nedorozumění, budeme hvězdu v tomto článku vždy označovat jako éta Carinae, i v době, kdy ještě souhvězdí Lodního kýlu neexistovalo.
Magnitudy čili hvězdné velikostiNež se pustíme do popisu, jak se měnila jasnost hvězdy éta Carinae, musíme si říct něco málo o tom, jak se vlastně jasnosti astronomických objektů určují. Je samozřejmé, že některé se nám jeví jasnější a jiné zase slabší. Toho si všimli lidé už dávno a předpokládá se, že první, kdo se v tom pokusil zavést nějaký systém, byl starořecký astronom Hipparchos (Ἵππαρχος). Rozdělil hvězdy na obloze do šesti skupin. Nejjasnější hvězdy zařadil do skupiny číslo 1, nejslabší viditelné pouhým okem do skupiny 6. Toto rozdělení navrhl zavést v roce 1856 anglický astronom Norman Robert Pogson jako standard pro určování jasnosti. Vyšel z toho, že objekty, zařazené do 1. skupiny, jsou 100× jasnější než objekty 6. skupiny. Poté odvodil, že rozdíl mezi libovolnými dvěma skupinami je pátá odmocnina ze sta, což je přibližně 2,512. Matematicky tak definoval stupnici hvězdných velikostí neboli magnitud. Za základní referenční hvězdu stanovil Vegu (alfa Lyrae), které přiřadil magnitudu 0. V dnešní době můžeme díky pokročilé technice pozorovat mnohem slabší tělesa než dříve. Proto s původními šesti skupinami už zdaleka nevystačíme a stupnice magnitud se musela výrazně rozšířit. Například Hubbleův vesmírný dalekohled (Hubble Space Telescope, HST) nám umožňuje zaznamenat objekty, které jsou slabší než magnituda 30. Pouhým okem by mělo být teoreticky za naprosto ideálních podmínek možné spatřit objekty magnitudy 8, možná ještě trochu slabší. To je však čistě hypotetická hodnota, které nelze ve skutečnosti nikdy dosáhnout. V praxi lze ve střední Evropě za dobrých podmínek pozorovat obvykle nejslabší objekty kolem 6 až 6,5 magnitudy. Je tak poměrně dobře zachována spodní hranice, kterou definoval Hipparchos. S horní hranicí je to trochu složitější. Poněkud matoucí může být, že čím je objekt jasnější, tím menší je jeho magnituda. U úplně nejjasnějších objektů proto najdeme magnitudu dokonce zápornou. Například Slunce má jasnost −26,8 magnitudy, Měsíc v úplňku −12,7 magnitudy a nejjasnější hvězda noční oblohy, Sírius, −1,5 magnitudy. |
Hledání jasnosti hvězdy
Sestavit co nejpřesnější a nejúplnější světelnou křivku hvězdy éta Carinae není jednoduché. Tohoto obtížného úkolu se zhostil astronom David John Frew, zabývající se mimo jiné závěrečnými stádii vývoje hvězd. Pohroužil se do archivů a pokusil se shromáždit co nejvíce záznamů o jejím pozorování. Po důkladném prostudování velkého množství materiálů nalezl v období 1592 až 1952 téměř 600 záznamů od 69 pozorovatelů. Později v pátrání pokračoval s astronomem Nathanem Smithem a společně objevili z tohoto období ještě dalších 51 odhadů jasnosti.
V úplně nejstarších hvězdných katalozích v místech, kde se nachází éta Carinae, není zakreslen žádný objekt. Jak už zde ale jednou padlo, většina tvůrců katalogů mapovala zejména severní část oblohy a éta Carinae leží hluboko v jižních partiích.
Nejstarší alespoň částečně použitelný popis pochází z roku 1592. Tehdy anglický matematik a geograf Rober Hues popsal nejjasnější hvězdy jižní oblohy a éta Carinae mezi nimi není. Z toho vyplývá, že v té době byla zřejmě slabší než druhá magnituda. Pravděpodobně první dochovaná zmínka o hvězdě na pozici éta Carinae pochází z roku 1595 nebo 1596 a zanechal nám ji holandský mořeplavec Pieter Dirkszoon Keyser. Ten během jedné své výpravy pobýval několik měsíců na ostrově Madagaskar a uskutečnil zde řadu astronomických pozorování. Velmi blízko pozice éta Carinae zaznamenal hvězdu, které přiřadil jasnost 4 magnitudy.
Historická pozorování je nutné brát s poměrně velkou rezervou a počítat s tím, že se u nich vyskytuje řada problémů a nepřesností. V případě těch nejstarších se jednalo pouze o slovní popisy, v lepším případě o hrubé vizuální odhady jasnosti, které byly ovlivněny řadou negativních faktorů. Je třeba vzít v potaz, že každý pozorovatel měl trochu jinak citlivé oči a určování jasnosti bylo velmi subjektivní. Často se objevovaly hodně neurčité popisy, které se jen obtížně daly převést na konkrétní hodnoty. V řadě případů byla éta Carinae popisována jen jako jasnější nebo slabší než jiná hvězda. Pokud byla srovnávána s dvěma hvězdami, nezřídka byly natolik rozdílné, že se z toho dala jasnost určit jen orientačně.
Přesnost údajů závisela i na metodě, která se k pozorování objektu použila. Naprostá většina astronomů sledovalo hvězdu přímo, ale některá data byla získána metodu takzvaného bočního vidění. Při ní se pozorovatel nedívá přímo na daný objekt, ale do jeho těsné blízkosti. Používá se hlavně u objektů, které jsou na hraně viditelnosti, protože ty jsou obvykle vidět právě pouze bočním viděním. Obě metody ale podávají trochu rozdílné výsledky.
Další komplikace způsobuje fakt, že éta Carinae je na obloze obklopena mlhovinou a je obtížné oddělit její světlo od svitu mlhoviny na pozadí. Problémy trochu paradoxně způsobila také velká jasnost v maximu. V té době mohla být éta Carinae srovnávána jen s několik málo nejjasnějšími hvězdami. Ty ale ležely poměrně daleko od ní a měly rozdílnou výšku nad obzorem, takže spolehlivé určení jasnosti bylo dost obtížné.
Všechny tyto, a ještě další vlivy vzal Frew v potaz a pokusil se data upravit tak, aby byla vzájemně srovnatelná a co nejlépe odpovídala skutečnosti. Například v případě prvního doloženého pozorování udává Keyser magnitudu 4, ale Frew došel k závěru, že by se mělo jednat o jasnost přibližně 3,3 až 3,5 magnitudy.
Zajímavé je, že ve hvězdném katalogu, který sestavil kolem roku 1600 nizozemský mořeplavec Frederick de Houtman a zveřejnil jej o tři roky později, éta Carinae uvedena není. Přitom jsou v této části oblohy poměrně spolehlivě zaznamenány hvězdy do magnitudy 4. Nedá se tedy vyloučit, že v té době zeslábla pod tuto mez, ale také se může jednat jen o zcela obyčejné opomenutí. Ani z dalších desetiletí nejsou spolehlivé záznamy o tom, že by éta Carinae byla pozorována. Zdá se tedy, že se v té době jevila jako nevýrazný objekt, který téměř jistě byl slabší než 2. magnituda.
Umístění hvězdy éta Carinae
Definitivní potvrzení existence hvězdy éta Carinae provedl roku 1677 Edmund Halley. Zaznamenal ji jako objekt magnitudy 4 a později ji umístil do nově vytvořeného souhvězdí Karlův dub. Frew tuto jasnost přepočítal na hodnotu 3,3 magnitudy.
Jezuitský kněz François Noël, který působil také jako astronom a matematik, sestavil koncem 17. století dva hvězdné katalogy. V prvním z nich popsal éta Carinae jako hvězdu magnitudy 2, ve druhém ji uvádí jako objekt s jasností 4 magnitudy. Bohužel z dostupných materiálů není možné spolehlivě určit, zda je jeden ze záznamů chybný, nebo zda éta Carinae opravdu takto výrazně změnila svou jasnost.
Z dalších let jsou zprávy o pozorování éta Carinae poměrně kusé a její jasnost je uváděna většinou mezi magnitudou 2 a 3. Objevily se však minimálně dva odhady, které uváděly, že byla „slabší než 1 magnituda“ nebo naopak materiály, udávající jasnost až kolem 4 magnitudy. Někteří astronomové to berou jako důkaz, že v té době hvězda výrazně měnila jasnost, ale Frew se k tomu staví poměrně skepticky. Pozorování je málo a jejich přesnost nedostatečná, takže vyvozovat z nich podobné závěry je poněkud unáhlené.
Velká erupce
Zajímavý je dopis, který napsal 17. července 1827 anglický cestovatel a přírodovědec William John Burchell. Píše v něm, že ačkoli dříve měla éta Carinae jasnost 4 magnitudu, nyní se mu jeví jako hvězda 1 magnitudy, možná ještě výraznější. Srovnává ji Acruxem (alfa Crucis), nejjasnější hvězdou Jižního kříže, která má 0,8 magnitudy. Bylo to první spolehlivé ověření, že éta Carinae mění svou jasnost.
Ostatní pozorování éta Carinae z této doby mají poměrně malý rozptyl a uvádějí její jasnost zhruba mezi 1,5 až 2 magnitudou. V únoru 1834 se v záznamech objevilo zjasnění přibližně na 1,2 magnitudu a tato hodnota zůstala až do začátku prosince 1837. Poté se hvězda začala chovat zcela neočekávaně. Nastalo období, pro které se později ujal výraz „Velká erupce“.
Nejprve éta Carinae během první poloviny prosince 1837 výrazně zjasnila. Anglický astronom John Frederick William Herschel si 16. nebo 17. prosince poznamenal, že když byla nízko nad obzorem, její jas byl srovnatelný s Rigelem (beta Orionis), který má 0,2 magnitudy a když vystoupala výš, byla rozhodně jasnější. V dalších dnech jasnost éta Carinae pravděpodobně ještě stoupala, ale už ne tak výrazně. Vrcholu zřejmě dosáhla 23. prosince 1837, kdy si Herschel zapsal, že její jasnost je mezi hvězdami alfa Centauri (−0,3 magnitudy) a Canopem (alfa Carinae,−0,7 magnitudy). Jeho pozorování se však uskutečnilo za špatných podmínek, na obloze rušila oblačnost i mlha a hvězdy se daly sledovat jen v krátkých intervalech jasné oblohy. Pokud je tento odhad správný, musela éta Carinae během několika dní opět mírně zeslábnout, protože následujících pár měsíců se její jasnost udávala kolem magnitudy 0.
Další pokles nastal zřejmě v první polovině dubna 1838, protože v záznamu ze 14. dubna Herschel uvádí jasnost 0,6 magnitudy. Pak následuje dlouhé období, ze kterého Frew ani Smith nenalezli žádný záznam o pozorování éta Carinae. Následuje až popis pozorování z 19. března 1842, které provedl jihoafrický astronom irského původu Thomas Maclear, jenž udal jasnost přibližně 1 magnitudu. Ještě 29. prosince 1842 udával stejný pozorovatel jasnost 0,7 magnitudy, aby o den později odhadl étu Carinae na 0,2 magnitudy. Pokud jsou obě hodnoty správné, zjasnila hvězda během jediného dne o téměř půl magnitudy. Od té doby až do 9. března 1843 se podle dobových odhadů jasnost éta Carinae pohybovala nejčastěji mezi 0,2 a 0,4 magnitudou.
Po tomto datu éta Carinae velmi rychle a výrazně zjasnila. Maclear napsal, že 11. a 14. března 1843 byla nejen „mnohem jasnější“ než alfa Centauri a Rigel, ale dokonce „ještě jasnější“ než Canopus. Z toho vyplývá, že se v tu dobu stala po Síriovi druhou nejjasnější hvězdou noční oblohy a její jasnost musela být minimálně −0,8 magnitudy. Zároveň by to znamenalo, že jas éta Carinae stoupl o celou magnitudu. Je ale možné, že Maclear jasnost poněkud nadhodnotil, protože britský astronom Charles Piazzi Smyth ve dnech 12. a 13. března odhadl éta Carinae na −0,3, respektive −0,5 magnitudu. I pokud by ale platily tyto nižší hodnoty, stejně by se jednalo o značné zjasnění za velmi krátký časový úsek.
Podle korespondence, kterou napsal reverend William Sinclair Mackay, se jasnost éta Carinae v březnu 1843 pohybovala kolem −0,7 magnitudy. Hvězdu pozoroval z indického města Kalkaty, zdála se mu stejně jasná jako Canopus a barvou i „velikostí“ (na obloze) mu připomínala Arcturus (alfa Bootis).
Ve druhé polovině března udávali pozorovatelé jasnost éta Carinae v rozpětí −0,3 až −0,5 magnitudy. Další údaje o neobvykle se chovající hvězdě podal Maurice Edouard Leps, kapitán lodi la Vigie. Uvedl, že 1. dubna mluvil s guvernérem britské kolonie Gold Coast (Zlatonosné pobřeží) Georgem Macleanem, který mu vyprávěl, že éta Carinae každým dnem zvyšuje svoji jasnost a zmínil se i o hvězdě Canopus, ležící nedaleko. Podle samotného Lepse byly Canopus i éta Carinae téměř stejně jasné, což by odpovídalo hodnotě zhruba −0,7 magnitudy. Leps byl sice amatérský pozorovatel a jeho odhad mohl být nepřesný, ale další dochované zápisy z té doby se od uvedené hodnoty příliš nelišily.
Záznamy z doby mezi 5. a 19. dubnem 1843 se většinou shodovaly, že éta Carinae byla jasnější než Canopus. Nejvyšší jasnost vycházela z Maclearova dopisu Herschelovi, který ale byl hodně neurčitý. Psal v něm, že se mu v dubnu (bez bližšího upřesnění) éta Carinae zdála téměř srovnatelná se Síriem, z čehož Frew usoudil, že se jednalo přibližně o magnitudu −1. Smyth udával 19. dubna 1843 jen mírně slabší jasnost, −0,8 magnitudy. Pak hvězda postupně slábla až do konce léta 1844, například 16. září 1844 ji Maclear odhadl na 0,2 magnitudy.
Poslední výrazné zjasnění éta Carinae začalo zřejmě někdy v průběhu října 1844, protože 1. listopadu ji Maclear udával jako objekt −0,6 magnitudy. Z období od 1. prosince 1844 do 1. ledna 1845 se dochovaly tři odhady jasnosti a všechny vychází na magnitudu −1, takže éta Carinae byla znovu po Síriovi druhou nejjasnější hvězdnou noční oblohy. Následovala několikaměsíční pauza a další pozorování bylo až z října 1845. Tehdy Smyth uvedl, že étu Carinae svým jasem překonávaly jen Sírius a Canopus a u druhé zmíněné hvězdy si nebyl úplně jist. Zřejmě se tak jednalo o jasnost zhruba −0,6 magnitudy. Poslední záznam, podle kterého byla éta Carinae jen nepatrně jasnější než Canopus, nám zanechal anglický astronom William Stephen Jacob. Bohužel neudal přesné datum, jen uvedl, že to bylo „na počátku roku 1847“.
Malá erupce
Po tomto datu už éta Carinae sice pomalu slábla, ale stále se ještě pohybovala v záporných magnitudách. Do kladných (a tedy slabších) hodnot se dostala až v průběhu jara 1852. Pokles stále pokračoval a po roce 1857 se výrazně zrychlil. Za dalších deset let hvězda zeslábla tak, že přestala být viditelná pouhým okem. Během poklesu se občas na světelné křivce objevily větší výkyvy, ale není zcela jasné, zda opravdu docházelo ke změně jasnosti, nebo se jednalo jen o nepřesné či chybné odhady.
Velkým přínosem byla pozorování, která uskutečnil australský astronom John Tebbutt. Ten je se svými 245 záznamy z let 1853 až 1913 bezkonkurenčně nejaktivnějším pozorovatelem éta Carinae ze všech, které zahrnuli Frew a Smith do své práce. Z jeho záznamů se zdá, že v letech 1870 a 1871 pokles jasnosti prakticky ustal, objevily se i náznaky mírného zjasnění. Po tomto období éta Carinae začala opět slábnout, až kolem roku 1881 dosáhla svého minima kolem 7,4 magnitudy.
V letech 1887 až 1895 éta Carinae opět zjasnila, ale s Velkou erupcí se to nedá vůbec srovnat. Nárůst její jasnosti byl sice o více než jednu magnitudu, ale tentokrát se v maximu pohybovala kolem 6,2 magnitudy. Teoreticky tak mohla být za velmi dobrých podmínek na hranici viditelnosti pouhým okem. Toto období se nazývá „Malá erupce“. Po jeho skončení éta Carinae zeslábla na hodnotu kolem 7,5 magnitudy a tu měla několik desítek let.
Změna jasnosti hvězdy éta Carinae v 19. století.
Po období relativní stálosti začala éta Carinae někdy po roce 1940 opět zjasňovat a roku 1952 se pohybovala kolem 6,5 magnitudy. Během dalších přibližně dvaceti let se dostala těsně pod magnitudu 6 a její jasnost stále mírně narůstala. Další zjasnění nastalo v letech 1998 a 1999 a roku 2019 již měla hvězda zhruba 4,4 magnitudy.
Konec prvního dílu. Pokračování zde.
