Zvuky hvězd

/ 03.06.2026 /

Hvězdy se chvějí. Ale nemáme tím na mysli jejich poblikávání na noční obloze. Tomuto jevu se říká scintilace a je zplsobena atmosférou naší Země. To opravdové chvění hvězd však umí astronomové zaznamenat a sonifikovat. Princip chvění, neboli pulzování hvězd lze připodobnit ke kmitání jednorozměrné struny, nebo dvourozměrných Chladniho obrazců. Těmito obrazci lze zase v podstatě inverzně zviditelnit zvuk. Hvězda je ovšem třírozměrný objekt a tak kmitá ve všech třech rozměrech se třemi stupni volnosti. Na podobných principech fungují také například hudební nástroje. Hvězdy jsou tedy trojrozměrné, víceméně sférické oscilátory, jejichž vibrace lze popsat pomocí sférických souřadnic a sférických harmonických funkcí. Kmitání v různých módech lze pozorovat pomocí spektrálních čar a také změnou jasnosti hvězdy. Hodně hrubým přirovnáním si lze pulzaci hvězd představit jako kmitání kapky vody ve stavu beztíže. Pulzace probíhají na tzv. vlastních frekvencích, které jsou plně závislé na konkrétních charakteristikách každé hvězdy. Stejný druh hvězd pulzuje podobným stylem, nicméně každá hvězda je samozřejmě unikátní. Stejně jako u hudebních nástrojů platí, že čím větší nástroj, tím hlubší tón, také u hvězd hraje roli, jak jsou velké a jak husté. Existuje několik příčin, proč hvězdy pulzují. Podílí se na tom tzv. záklopkový mechanismus související s průhledností jednotlivých vrstev hvězdy, zvukové vlny (gradient tlaku), vztlaková síla (gravitace), Coriolisova síla (rotace), Loretzova síla (magnetismus) a slapově vybuzená síla. Za pulzacemi hvězd se tedy skrývá složitá fyzika, ale když jí astronomové porozuměli, otevřel se před nimi dříve netušený pohled na vesmír. Díky pulzujícím hvězdám zvaným Cefeidy se například historicky podařilo určit vzdálenosti k cizím galaxiím a fakticky změřit velikost vesmíru.

Pulzace proměnných hvězd se dnes nejlépe určuje fotometrickým družicovým měřením, protože na rozdíl od pozemských teleskopů poskytují satelity hustou a nepřetržitou řadu měření. Díky teorii můžeme pak zjistit proč hvězda vypadá tak jak vypadá a dokonce nahlédnout i dovnitř. Astroseismologie umožnila studium struktury a rotace vnitřních i vnějších částí hvězd, chemického složení, přenosu momentu hybnosti a jak se to všechno mění v čase… Nejlépe prozkoumané máme samozřejmě naše Slunce, které potom může sloužit jako etalon. Vůči němu srovnáváme ostatní hvězdy, které vidíme na obloze jen jako body. Můžeme tak zjistit neuvěřitelné věci, které se dokonce týkají nejen hvězd samotných, ale i tranzitů exoplanet obíhajících okolo těchto hvězd.

Hvězdy tedy pulzují, můžeme to pomocí teleskopů vidět, ale můžeme je i slyšet? Lze u hvězd provést opačný proces než v případě Chladniho obrazců? Hvězdy jsou velmi veliké a tak i jejich frekvence jsou velice nízké. K sonifikaci světelné křivky je potřeba uměle zvýšit frekvenci, aby se dostala do námi slyšitelného rozsahu a rovněž nastavit správnou intenzitu zvuku. Pokud vše nastavíme empiricky správně a zvolíme, zda sonifikujeme podle jasnosti, frekvence, nebo obsahu frekvencí, můžeme potom poslouchat různé hvězdné zvuky a rezonance, v podstatě každá hvězda je unikát. Některé zní jako motorová pila, jiné jako lodní siréna, nebo třeba jako strašidlo… A protože hvězd je opravdu hodně, určitě bychom v gausovském bílém šumu všech hvězd dohromady mohli zaslechnout i některou, která zní jako překrásný akord. Jenže která to z té nepřeberné záplavy hvězd s roztodivnými zvuky je nevíme a objev takové hvězdy čeká ještě na budoucí hvězdáře.

A otázka na závěr – mohli bychom na Zemi slyšet Slunce (kdyby byl ve vesmíru vzduch)? A odpověď zní NE. Celkový součet akustického výkonu deseti nejsilnějších módů pulzací dává na metr čtvereční slunečního povrchu hlasitost asi 100 dB a ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky by tato intenzita klesla asi jen na 4.10-25Wm-2. A to je velice málo, tak slabý zvuk slunečních oscilací prostě nemůžeme zaslechnout, nehledě na to, že frekvence těchto kmitů jsou rovněž příliš nízké, hluboko pod hranicí naší slyšitelnosti. Takže i když Slunce burácí celkově mnohem víc, než si dokážeme představit, na Zemi bychom měli prakticky naprosto dokonalé ticho.

Přednáška dr. Marka Skarky byla neobyčejně zajímavá a nabídla nečekané propojení hudby a hvězd. Vyvrcholením byla krátká skladba složená ze zvuků hvězd.

Slunce a hvězdy k nám promlouvají a astronomové spolu s našimi návštěvníky se jim učí rozumět.

Hvězdy jsou obří rezonátory, které ve svém nitru produkují zvukové vlny. Tyto zvukové vlny se projevují jako změny rozměru a tvaru hvězd, které pozorujeme jako hvězdné pulzace.

Podobně jako seismologie dokáže popsat nitro naší planety, dává astroseismologie možnost nahlédnout do nitra hvězd.

Ze změn jasnosti hvězd dokážeme zjistit, na jakých frekvencích konkrétní hvězda pulzuje, a převést tyto frekvence na slyšitelný zvuk. Signál je potřeba naškálovat tak, abychom jej mohli slyšet.

Prakticky všechny hvězdy jsou proměnné a tak každý má určitě svou hvězdu.

Člověk by čekal, že kdyby mezi námi a Sluncem bylo nějaké médium, které dokáže přenášet zvuk, museli bychom za příšerného rachotu Slunce nosit v uších minimálně špunty. Nicméně opak je pravdou. 

Budoucím projektem dr. Marka Skarky je hvězdná symfonie, kdy si budete moci sami pomocí internetové aplikace poslouchat zvuky hvězd. O takovéto hudbě sfér se Keplerovi ani nesnilo.

Jednou z metod, jak poznat nitro našeho Slunce, je pečlivě mu „naslouchat“. Mgr. Marek Skarka, Ph.D. na ždánické hvězdárně.