Tip na květen – Kam až dohlédneme?

Označení kvazar, či kvasar, vzniklo přepisem z anglického akronymu QUASi-stellAR radio sources. Jedná se o těleso s výrazným rudým posuvem spektra. V optickém dalekohledu se jeví jako hvězda (viz pojmenování), tedy jako bodový zdroj světla. Během tzv. Sloanovy digitální prohlídky oblohy (SDSS), která byla zahájena v roce 2020, jich bylo objeveno již přes 200 000.

U všech dnes známých kvazarů se rudý posuv z pohybuje v rozmezí od 0,1 do 7. Z těchto hodnot je zřejmé, že kvazary jsou velice vzdálené objekty, které současně musí vyzařovat nesrovnatelně více energie než běžné galaxie. Nejbližší kvazar je od Sluneční soustavy vzdálen 240 Mpc, nejvzdálenější 5 500 Mpc. Většina leží více než 1 000 Mpc od Země. S ohledem na jejich vzdálenost astronomové předpokládají, že dnes většinou pozorujeme již neexistující objekty.

Přesný mechanismus fungování kvazaru dosud není plně objasněn. Nejvíce přijímaná vědecká teorie říká, že jde o aktivní jádra velmi starých galaxií, v jejichž středu se nachází obří černá díra. Okolní hmota do této černé díry padá a vytváří akreční disk, který se třením intenzivně zahřívá. Padající žhavá hmota se zbavuje energie elektromagnetickým zářením v celé šíři spektra. V polárních oblastech rotace kvazaru je pak hmota urychlována na obrovské rychlosti ve směru osy otáčení černé díry a vzniká relativistický polární výtrysk. Vědcům není znám žádný jiný mechanismus, který by měl tak velký zářivý výkon s tak rychlými změnami, jako mají právě kvazary. Přesto je před námi ještě spousta nezodpověděných otázek, které náš současný pohled ještě mohou výrazně upravit.

Kvazary byly, jako velice exotické objekty nejasného původu, objeveny koncem padesátých let dvacátého století a následně se dostaly na první rádiové mapy oblohy. Při dobrém rozlišení jsou to téměř bodové zdroje a zpočátku je astronomové považovali za rádiové hvězdy v naší Galaxii. Jejich optické protějšky jsou velice slabé a spojit je s jejich rádiovými zdroji nebylo jednoduché.

První objekt, u kterého se to podařilo, byl znám pod označením 3C 48 z třetího cambridgeského katalogu rádiových zdrojů. Pořízení spektra tohoto objektu ale odkrylo jen další otázky. Spojité spektrum obsahovalo široké emisní čáry, které vědci nebyli schopni ztotožnit s čarami známých prvků. Nakonec byl tento případ uzavřen jako zvláštní hvězda emitující rádiové záření. V roce 1962 astronom Maarten Schmidt odhalil ve spektru kvasaru 3C 273 Balmerovu sérii čar vodíku, ale v místech, kde by ji do té doby nikdo nehledal. Příčinou byl extrémní rudý posuv.

Ukázalo se, že spektrální posuv čar kvazaru 3C 273 má hodnotu z = 0,1583. Za předpokladu, že uvedená hodnota je způsobena rozpínáním vesmíru, lze podle Hubbleova zákona vyvodit vzdálenost kvasaru, a z toho pak i jeho absolutní hvězdnou velikost a odpovídající zářivý výkon. Ten se u 3C 273 rovná desítkám biliónů Sluncí, což až padesátkrát převyšuje výkony nejjasnějších galaxií. Ukázalo se, že vzdálenosti kvazarů od Země jsou řádově několik miliard světelných let. Jedná se tedy o objekty z raného období vývoje galaxií a vesmíru, které se v našem širokém okolí nevyskytují. Právě jejich extrémní vzdálenost způsobuje, že i přes svou nepředstavitelnou jasnost jsou ve viditelné oblasti spektra na našem nebi velice slabé. Výjimkou potvrzující pravidlo je již zmíněný objekt 3C 273 promítající se do souhvězdí Panny.

Ve viditelné oblasti spektra je to dokonce bezkonkurenčně nejjasnější kvazar. Jeho zdánlivá jasnost je 12,8 mag. K jeho jasu bezesporu přispívá skutečnost, že je zároveň i jedním z nejbližších kvazarů, který známe. Jeho vzdálenost je odhadována na 2,4 miliardy světelných let. Ukázalo se však, že je současně vysoká i jeho absolutní jasnost, která činí -26,7 mag.  Jen pro představu, kdyby se nacházel v podobné vzdálenosti jako jasná hvězda ze souhvězdí Blíženců Pollux (přibližně 10 parseků), viděli bychom jej na obloze jako objekt stejně jasný jako Slunce. Absolutní magnituda Slunce je 4,83, takže tento kvasar je čtyř bilionkrát jasnější než naše hvězda. Hmotnost kvasaru se odhaduje na 886 ± 187 milionů hmotností Slunce.

Kvazar je nejlépe viditelný každoročně v květnu. Nachází se v souhvězdí Panny, ve středu velké eliptické galaxie s jasností 16. mag a zdánlivým průměrem 29″. Při již zmíněném vlastním jasu 12,8 mag je kvazar dostatečně nápadný na to, aby mohl být pozorován větším amatérským astronomickým dalekohledem. A právě to z něho dělá velice zajímavý cíl pro zájemce o hvězdy. Jedná se o bezkonkurenčně nejvzdálenější objekt, který lze s neprofesionálním vybavením spatřit či ještě lépe vyfotografovat.

Optimální podmínky v letošním roce nastávají hned v první májové dekádě, kdy bude Měsíc kolem novu a současně bude souhvězdí Panny nad jihem vrcholit kolem půl jedenácté středoevropského letního času. Slunce sice nebude ještě natolik hluboko, abychom mohli mluvit o astronomické noci, ale již dostatečně tmavou oblohu nám zajistí i rychle postupující astronomický soumrak (cca hs = -15,5°). Vlastní kvazar bude vrcholit 42° nad jihem na souřadnicích: rektascenze 12h 29m 06,7s , deklinace   2° 03′ 09,0″.

Detailní mapa okolí kvazaru 3C 273, která zachycuje hvězdné pole o rozměrech 1,2° x 0,6° nám pomůže v orientaci ještě lépe (program Aladin). Vybrat si z množství slabých hvězd v zorném poli nebude jednoduché.

Již z názvu kvazar (kvazi stelární – hvězdě podobný) jasně vyplývá, že výsledek pozorování nebude nijak bombastický. Nejedná se však o to, že uvidíme slabou „hvězdu“ na hranici viditelnosti, ale že budeme vědět, na jakou zvláštnost v úžasných hlubinách vesmíru se skutečně díváme. A také budeme znát odpověď na otázku až se nás někdo optá: „Jak daleko s tím dalekohledem dohlédnete?“.

Zbývá jen popřát jasnou oblohu a úspěšné pozorování.