Nejprve si vysvětlíme, co je mlhovina Helix zač. Jedná se o tzv. planetární mlhovinu, tedy ohromný oblak plynu a prachu, který vznikl při smrti hvězdy podobné našemu Slunci. Nachází se v souhvězdí Vodnáře a je od Země vzdálena nějakých 655 světelných let (světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok), tedy relativně blízko.
Jak zaniká hvězda a vzniká bílý trpaslík
Když hvězda umírá, odhodí své vrchní vrstvy plynu do okolního mezihvězdného prostoru. Jako kdyby naše planeta odhodila svou kůru s kontinenty do okolního prostoru a zbylo by jen její žhavé jádro. Po hvězdě také zbyde jen jádro, kterému říkáme bílý trpaslík. Jeho teplota je extrémně vysoká. Dokonce vyšší než byla povrchová teplota samotné hvězdy.
Ultrafialové záření z jádra mlhoviny
Bílý trpaslík je vlastně velmi silnou žárovkou, která vyzařuje především neviditelné světlo, které má velmi krátké vlny. Odtud i jeho název ultrafialové, tedy světlo za fialovou barvou, která má nejkratší vlny ze světla, které lidským okem ještě vidíme.
Proč mají mlhoviny červenou nebo modrou barvu?
Ultrafialové světlo má dost energie na to, aby z okolního odhozeného plynu, který tvoří převážně atomy vodíku a helia, vytrhávalo elektrony. Hovoříme o tom, že v rodící se mlhovině dochází k ionizaci plynu.
Vyražené elektrony se mohou s atomovými jádry opět srazit a spojit. Tím dojde k opětovnému vyzáření světla, které dává planetárním mlhovinám jejich charakteristické barvy. Obsahují-li mlhoviny hodně vodíku, uvidíme rudou barvu, naopak kyslík bude zářit žluto-modře.
Sonifikace: Jak se světlo mění na zvuk
Planetární mlhovina Helix na fotografiích hraje barvami. Ale jak je to se zvukem ve vesmíru? Ten potřebuje pro své šíření nějaké prostředí, třeba atmosféru planety nebo vodu, ale vesmírný prostor je v podstatě prázdný, říkáme mu vakuum. Proto se zvuk mezihvězdným prostorem nešíří.
Za zvuky mlhovin může metoda tzv. sonifikace obrazu (z latinského sonus = zvuk). To je proces, při kterém se vyjde z fotografie mlhoviny a informace v ní obsažená, tedy barva a její pozice v rámci mlhoviny, se převede na zvuk.
Jak vzniká „křik“ mlhoviny Helix
Když se sonifikace použije vhodným způsobem na obrázek naší mlhoviny, můžeme dostat zvuk, který se podobá hlasitému křiku. Nejprve si musíme dohodnout pravidla, podle kterých přeměníme barvy na zvuk:
1) červenému světlu přiřadíme zvuk o nižším tónu a modrému světlu zvuk o vyšším tónu a 2) jas daného pixelu udává hlasitost zvuku. Když tato pravidla použijeme na jednotlivé svislé řezy obrázku postupně zleva doprava, dostaneme onen slavný křik.
Užitečný nástroj: Význam sonifikace pro astronomická data
Co si tedy na závěr odnést? Od mlhovin ani jiných vesmírných objektů k nám na Zemi žádný zvuk dorazit nemůže. Mlhoviny jsme rozezpívali my lidé tím, že jsme různým barvám přiřadili různé tóny podle dohodnutého předpisu a fotografie jsme tak uměle převedli do zvukového formátu.
Sonifikace je užitečný nástroj, jak přiblížit barevnou mlhovinu lidem, kteří mají různé postižení zraku. Současně nabízí zajímavý pohled na to, jak pohlížet na složitá astronomická data, a čas od času nás i pobaví, jak je tomu například u křičící planetární mlhoviny Helix.
Na dotazy čtenářů ABC odpovídají vědci ze spolku Zeptej se vědce: Ing. VÍT SVOBODA, Dr. sc., působil na ETH Zürich, Institutu Maxe Borna a JILA (spojený výzkum University of Colorado, Boulder a NIST). Na VŠCHT Praha vede výzkum ultrarychlé spektroskopie a femtochirality.
Odborná Spolupráce na textu: Ing. Lenka Hronová, Luděk Vašta, Markéta Brůnová, Zeptejsevedce.cz
Své otázky pro vědce posílejte s označením ZEPTEJ SE VĚDCE na abc@cncenter.cz.
