Vědci řeší záhadu roku 775. Něco se stalo, ale nikdo neví co

V poslední třetině osmého století na Zemi náhle začalo dopadat velké množství kosmického záření. Stopy události se podařilo přesvědčivě prokázat ve dřevu stromů. Příčiny jsou však zatím neznámé.
Letokruhy, cenný zdroj informací. Ale ne vždy se jim musí věřit bezvýhradně.

Letokruhy, cenný zdroj informací. Ale ne vždy se jim musí věřit bezvýhradně. | foto: Wikimedia

Učebnicový příklad vědecké práce, která poskytuje více otázek než odpovědí, na veřejnost vypustili minulý týden Fusa Miyake a jeho kolegové. Japonští vědci v časopise Nature popisují, jak se jim podařilo objevit stopy "nějaké" kosmické události z 8. století. Ale s její interpretaci si vůbec nevědí rady.

Tým si podivnosti všiml při rozboru materiálu z japonských cedrů. Ze dřeva starých stromů můžeme vyčíst spoustu údajů, i když ne vždy přesně (o jejich (ne)přesnosti se hodně mluví v klimatologii). Miyake s kolegy v nich měřili obsah různých "typů" uhlíku, tzv. izotopů.

Jeden z izotopů uhlíku, uhlík 14, vzniká při dopadu záření přicházejícího ze Slunce (nebo jiné části vesmíru) na Zemi. Nárazy částic z vesmíru v atmosféře vedou k přeměně molekul dusíku 14 na uhlík 14. K tomuto ději dochází neustále díky přirozené radiaci v prostředí. Za vznikem drtivé většiny uhlíku 14 stojí nabité částice ze vzdáleného vesmíru.

Obvykle se daří údaje o množství uhlíku v minulosti zachytit s přesností plus mínus několik let. Japonský tým se dostal na rozlišení jediného roku. A mezi roky 774 a 775 objevil podivný skok. Množství izotopu uhlíku 14 ve dřevě stouplo o 1,2 procenta. To je opravdu výrazná změna. Množství uhlíku obvykle meziročně kolísá o jednu či dvě promile, nikoliv o procento.
Pachatel neznámý

Na Zemi zřejmě ve třetí čtvrtině 8. století dopadlo z nějakého důvodu o mnoho větší množství kosmického záření. (Na druhou stranu, nebylo ho tolik, aby ohrozilo život na Zemi, to ani zdaleka.) Co mohlo být příčinou? Kolem této otázky už je velmi nejasno.

Autoři objevu ve své práci zpochybňují ty dvě nejpravděpodobnější možnosti: mimořádně silnou sluneční erupce nebo výbuch blízké supernovy. Kdyby anomálii z 8. století měla způsobit sluneční erupce, musela být silnější než jakákoliv jiná známá událost tohoto typu. A to zhruba šedesátinásobně. Kdyby mělo jít o supernovu, dalo by se očekávat, že se objeví v kronikách celého světa, protože by ji na obloze nešlo přehlédnout. Navíc by dodnes byly její zbytky pozorovatelné v oblasti rentgenových a rádiových vln.

Ovšem autoři jednu možnou příčinu pominuli, myslí si Michal Švanda z Astronomického ústavu Akademie věd: "Podle mého názoru autoři neuvažovali možnost, která se nabízí až automaticky: záblesky gama záření." Což v podstatě znamená, že by český sluneční fyzik chtěl záhadu z 8. století vysvětlit jevem, jehož podstata je jednou z velkých záhad současné astrofyziky.

V roce 1967 totiž vojenské družice Vela, která sledovala dodržování zákazu zkoušek jaderných zbraní v atmosféře, opakovaně zachytily krátké a velmi silné záblesky vysokoenergetického záření. Hned zkraje se ukázalo, že jejich zdroje nemohou být pozemského původu, dokonce nemohou pocházet odnikud ze Sluneční soustavy.

Astrofyzici je označili neurčitě a jednoduše jako "záblesky gama záření". Vědce přímo udeřily do očí, protože tyto záhadné záblesky jsou evidentně záznamy jevu o neuvěřitelně vysokých energií. Vlastně se jedná o záznamy těch energeticky nejintenzivnějších jevů, jaké jsme kdy pozorovali. Ale jaké děje to jsou, to dodnes nevíme.

Vědci mají řadu hypotéz. Záblesky mohou být doprovodným projevem tzv. hypernovy, tedy "větší supernovy". Jde o kolaps opravdu velké hvězdy, při kterém by se dotyčná hvězda měla zhroutit rovnou v černou díru. Některé by mohly vznikat třeba při srážkách neutronových hvězd. Jiné pochází možná z černých děr nebo srážek hmoty s antihmotou. Zvažovaných možností je ještě více a pravdivých bude patrně více z nich. Gama záblesky se totiž dělí na několik typů a nejspíše vznikají několika různými způsoby.

Jedno mají společné: "Energetika gama záblesků je taková, že i když se běžně nachází v cizích galaxiích daleko od nás, v oblasti krátkých gama vln jsou nejsilnější zdrojem na obloze. Jejich dosvity lze také i přes ohromnou vzdálenost pozorovat opticky," říká Michal Švanda. (Sledování gama záblesků je zajímavý obor, o kterém si můžete více přečíst třeba zde.)

V každém případě je výsledkem těchto neznámých událostí uvolnění svazků částic s vysokou energií. "Jde zejména o částice v gama oboru, které by mohly působit stejně jako výbuch supernovy a vyrobit v atmosféře větší množství izotopu uhlík 14," přibližuje Michal Švanda. Zdroj hypotetického gama záblesku by musel patrně ležet blíže Zemi než ty v současnosti pozorované, aby událost zanechala tak výraznou stopu. (Jak blízko není jasné, pro hypotézu by se musel vytvořit fyzikální model.)

Hypotéza Michala Švanda má i tu výhodu, že o gama záblesku bychom neměli žádné historické záznamy, protože jeho podoba ve viditelném spektru (tzv. optický protějšek) se pozoruje těžko. Pokud je vůbec pozorovatelná, trvá poměrně krátce a pro sledování pouhým okem bývá příliš slabá (byť někdy vidět být může). Ačkoliv s použitím dnešních přístrojů je "záhada roku 775" nepřehlédnutelná, pro obyvatele té doby mohla zůstat zcela neviditelná. .