Zvijezde na noćnom nebu vidimo kakve su bile kada je njihova svjetlost krenula prema Zemlji. No iz toga ne slijedi da su već nestale. Odgovor ovisi o udaljenosti, masi i razvojnoj fazi zvijezde, jer svjetlost iz našega galaktičkog susjedstva najčešće putuje mnogo kraće nego što traje njezin život.
Tvrdnja da gledamo nebo puno zvijezda koje više ne postoje spaja dvije različite stvari. Svjetlost doista putuje konačnom brzinom, pa svaka opservacija pokazuje prošlost izvora. Međutim, zvijezde se uglavnom razvijaju mnogo sporije nego što njihova svjetlost putuje do nas iz našega galaktičkog susjedstva. Odmak od nekoliko desetljeća ili stoljeća sam po sebi nije razlog da očekujemo nestanak zvijezde.
Koliko je stara svjetlost koju gledamo?
Svjetlosna godina jedinica je udaljenosti: označava put koji svjetlost u vakuumu prijeđe tijekom jedne godine. Za zvijezde u našem galaktičkom susjedstvu to daje jednostavan način procjene vremenskog odmaka. Svjetlost izvora udaljenog stotinu svjetlosnih godina putuje do nas približno stotinu godina.
Najbliža zvijezda Suncu, Proksima Centaura, udaljena je oko 4,2 svjetlosne godine. Njezino zračenje koje danas bilježe teleskopi napustilo ju je prije nešto više od četiri godine. Proksima pritom nije vidljiva golim okom. Blizina ne jamči velik prividni sjaj; zvijezda mora emitirati dovoljno svjetlosti da bismo je uočili bez optičkog pomagala.
I Sunce gledamo s odmakom, ali mnogo kraćim: njegova svjetlost do Zemlje putuje približno osam minuta i dvadeset sekundi. U usporedbi vremena putovanja svjetlosti do planeta vidi se kako se taj odmak povećava kroz Sunčev sustav.
Noćno nebo zbog različitih udaljenosti nije prikaz svih izvora u istom trenutku. Dvije zvijezde koje se na nebu nalaze jedna pokraj druge mogu nam slati svjetlost iz vrlo različitih razdoblja. Njihova prividna blizina ne govori ni koliko su udaljene jedna od druge ni jesu li međusobno povezane.
Vrijeme putovanja svjetlosti nije životni vijek zvijezde
Zamislimo zvijezdu udaljenu 200 svjetlosnih godina koja, prema modelima, može milijardama godina održavati stabilne nuklearne reakcije. Svjetlost koju primamo stara je oko dva stoljeća, ali taj interval čini vrlo malen dio njezina razvoja. Udaljenost ne daje osnovu za tvrdnju da je zvijezda tijekom tog razdoblja nestala.
Drukčija bi bila procjena za zvijezdu koja je već stigla u završnu fazu razvoja. U tom je slučaju važno koliko joj je vremena preostalo u fazi koju sada vidimo. Ukupni životni vijek i preostalo vrijeme nisu ista veličina. I dugovječna zvijezda može biti blizu završetka života ako je promatramo u kasnoj razvojnoj fazi.
Prema ESA-inu pregledu razvoja zvijezda, masa snažno utječe na trajanje razdoblja u kojem zvijezda u jezgri pretvara vodik u helij. Vrlo masivne zvijezde troše gorivo mnogo brže od zvijezda manje mase. Njihov razvoj može trajati tek nekoliko milijuna godina, dok zvijezde poput Sunca na glavnom nizu provode približno deset milijardi godina.
Brojke ne znače da se za svaki izvor može izračunati točan datum završetka. Astronomi procjenjuju masu, temperaturu, sjaj i razvojnu fazu, a zatim ih uspoređuju s modelima. Zbog nesigurnosti tih procjena nije moguće pouzdano predvidjeti trenutak završetka života pojedine zvijezde.
Što zapravo znači da je zvijezda umrla?
U astronomiji taj izraz obično opisuje završetak određenog načina proizvodnje energije ili prijelaz u zvjezdani ostatak. Ne znači da sva tvar zvijezde jednostavno nestane. NASA-in pregled zvijezda razlikuje nekoliko mogućih završetaka, koji ovise o svojstvima zvijezde.
Zvijezda poput Sunca završit će kao bijeli patuljak. Taj ostatak više ne proizvodi energiju kao zvijezda na glavnom nizu, ali nastavlja zračiti dok se hladi. Masivnije zvijezde mogu završiti eksplozijom supernove i ostaviti neutronsku zvijezdu ili crnu rupu. Izraz "više ne postoji" stoga često pogrešno opisuje i sam događaj o kojem se govori.
Moguće je da se neki udaljeni izvor već znatno promijenio, a da svjetlost te promjene još nije stigla do Zemlje. Ako izvor udaljen 500 svjetlosnih godina eksplodira, svjetlost eksplozije do nas stiže približno 500 godina nakon događaja. Ranije emitirana svjetlost pritom i dalje putuje prema nama.
Teleskopi gledaju mnogo dublje u prošlost
Zvijezde koje pojedinačno razaznajemo na noćnom nebu ne treba poistovjetiti s galaksijama koje teleskopi snimaju na kozmološkim udaljenostima. Kod tih galaksija vremenski odmak može obuhvatiti velik dio povijesti svemira. Njihova današnja zvjezdana populacija može se bitno razlikovati od one koju vidimo na snimci.
I u tom slučaju fotografija pokazuje stvarno emitirano zračenje, a ne izmišljenu sliku izvora. Ona je zapis određenog razdoblja. Astronomi iz takvih zapisa proučavaju razvoj galaksija, nastanak zvijezda i promjene koje se ne mogu pratiti tijekom jednog ljudskog života.
Za odgovor o pojedinoj zvijezdi potrebno je povezati udaljenost s njezinim fizičkim svojstvima. Mjerenje mase zvijezda pomaže odrediti kako se mogu razvijati, dok vrijeme putovanja svjetlosti određuje koliko star zapis primamo. Dok signal neke promjene ne stigne do nas, njezino se postojanje može procjenjivati iz modela, ali ne i neposredno potvrditi opservacijom.
