30. července 2010

V Galaxii je mnoho planet jako Země

V pondělí 26.července přišel Dimitar Sasselov z Harvardovy univerzity, astronom a člen výzkumného týmu mise kosmického dalekohledu Kepler, s překvapivým a zcela nečekaným prohlášením o tom, že mise zřejmě objevila desítky planet podobně velkých jako je naše Země.

Představit si, že vesmír je plný planet podobných Zemi není pro většinu lidí velký problém. Mnohem horší je ale takový předpoklad prokázat. Teď se to ale možná podařilo prokázat americkému Národnímu úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Jeho kosmický dalekohled Kepler totiž nejspíše zaznamenal nejméně desítky exoplanet, které se co do velikostí podobají naší matičce Zemi.

NASA vypustila svoji tunovou observatoř do kosmu loni 7. března. Dalekohled o průměru hlavního zrcadla 1,4 metru je vybaven fotometrem pro sledování rychlých změn jasu pozorovaných hvězd, jejichž mezní hvězdná velikost může být až do 16 magnitudy. Předpokládá se, že během asi 3,5 roku trvající mise bude sonda Kepler schopna proměřit na 100.000 hvězd, u nichž by až do vzdálenosti přibližně 3.000 světelných let od nás měla být schopna odhalit planety i o velikosti Země.

Objev planet této velikosti se tedy dříve nebo později předpokládal, ovšem způsob jakým byl zveřejněn už tak očekávaný nebyl. A neplánovala ho tak nejspíše ani samotná NASA. To jak se informace dostala na veřejnost se totiž běžně nazývá spíše "únik informací", než vědecká prezentace. K čemu došlo? Ještě před tím než se NASA oficiálně rozhodla publikovat výsledky dosavadního průzkumu, ukázal Sasselov během svého 18 minut trvajícího veřejného vystoupení na konferenci TEDGlobal v britském Oxfordu graf dosavadních výsledků mise, z nichž vyplývá, že již bylo objeveno přibližně 256 planet, mezi kterými nejméně 140 z nich má rozměry podobné Zemi, tedy jsou maximálně 2x větší než ona. „Můžete zde vidět, že malé planety na grafu převažují,“ řekl Sasselov během přednášky.

Vědcům z NASA se tedy zřejmě žadu planet o rozměru Země najít podařilo. Běžně se však v odborných kruzích předpokládá, že zjištěné údaje budou napřed zevrubně a ze všech stran analyzovány, budou vyloučeny možné omyly, a teprve pak budou výsledky oficiálně publikovány. Z toho také vyplývá, že oficiální výsledky takové studie se nedají očekávat dříve než v únoru příštího roku.

Otázkou tedy momentálně zůstává to, zda šlo o Sasselovovu vlastní iniciativu, nebo zda šlo o řízený únik informací, protože Sasselov nalezené planetární objekty označil pouze za kandidáty, nikoliv za potvrzené exoplanety.

Díky Google Earth byl nalezen mladý neporušený meteorický kráter

Na jihozápadě Egypta byl v odlehlé oblasti od Sahary nalezen několik tisíc let starý vyjímečně zachovalý kráter po dopadu meteoritu. Příběh jeho objevu při tom započal na stránkách Google Earth.

Kráter, který není nijak vyjímečně velký, jen 45 metrů široký a 16 metrů hluboký, dostal jméno Kamil. Byl pravděpodobně vytvořen dopadem železného meteoritu. Prvním kdo si ho na stránkách Google Earth povšiml byl v roce 2008 Vincenzo de Michele, bývalý kurátor Civico Museo di Storia Naturale z italského Milána. Později kráter našli na satelitních snímcích z roku 1972 také výzkumníci z Museo Nazionale dell'Antartide při univerzitě v italské Sieně. Zpráva o objevu byla uveřejněna v online vydání časopisu Science.

Okraj kráteru je asi tři metry vysoký a je obklopen paprsky světleji vybarvené horniny kontrastující s tmavým materiálem okraje sežehlým při nárazu. Luigi Folco, který vedl tým ze Sieny řekl, že takové paprsky obklopené krátery jsou na Zemi extrémně vzácné, ale celou řadu jich lze najít na Měsíci nebo na Marsu, kde na ně nepůsobí tolik erozivních podnětů jako zde na Zemi, kde takové paprsky obvykle rychle podlehnou erozi.

Koncem loňského roku Vědci místo dopadu osobně navštívili, aby svůj objev na místě potvrdili. Na místě strávili několik měsíců a když se letos v únoru vrátili, měli k dispozici nálezy více než 5.000 kusů železného meteoritu o celkové hmotnosti 1,7 tuny. Z toho odhadují, že původní meteorit byl asi 1,3 m široký a vážil asi 5-10 tun. Do Země udeřil rychlostí přibližně 3,5 km za sekundu, což způsobilo, že se většina jeho hmoty vypařila.

Obrázek: Digitální model terénu kráteru Kamil se superponovanými magnetickými anomáliemi a místy nálezů meteoritů větších než 10g. Kredit: Luigi Folco, Science Express

Folco řekl, že kráter je tak zachovalý, že bude ještě dlouho poskytovat mnoho informací o dopadech menších meteoritů. Ke dnešku totiž na Zemi existuje jen 176 potvrzených dopadových kráterů, z nichž mnoho rychle mizí. Navíc pouze 15 z nich je menších než 300 metrů v průměru. Nový kráter tak pomůže vědcům vyhodnotit rizika, která představuje dopad malých meteoritů. Tyto dopady se vyskytují docela často, přibližně jednou za 10 až 100 let, ovšem většina takových malých meteoritů zcela shoří během průletu atmosférou a tak nikdy nedopadnou až na povrch.

Vědecký tým také analyzoval vzorky půdy a skla vytvořeného z pouštního písku na místě dopadu. Doufají, že tyto analýzy jim pomohou určit přesnější stáří kráteru. Předběžné výsledky naznačují, že meteorit pravděpodobně dopadl před asi 4. až 5.tisíci lety, což je v geologickém časovém měřítku docela nedávno.

souřadnice kráteru Kamil, pokud si jej budete chtít na Google Earth prohlédnout, jsou 22°01'06"N a 26°05'15"E.

Více informací najdete na: The Kamil Crater in Egypt, Science Express, Published Online July 22, 2010. doi:10.1126/science.1190990

H-R diagram astronomů

Chcete znát nejpopulárnějšího astronoma? Chcete tuto popularitu nějakým kreativním způsobem zpřehlednit? Nic jednoduššího. Sestavte je do nejznámějšího astronomického diagramu.

Hertzsprungův-Russellův diagram. Ano ten, který vyjadřuje závislost povrchové teploty (nebo spektrální typ) hvězd na jejích svítivosti (nebo zářivém výkonu; absolutní magnitudě) v různých fázích vývoje. A stejně tak jako hvězdy nezaplňují celý H-R diagram rovnoměrně, ale shlukují se na určitých místech, které závisí na jejich stáří, velikosti a hmotnosti, tak ani astronomové se navenek nejeví všichni stejně. Jedni přicházejí s novými objevy a hodně publikují a jiní jsou více mediálně známí.

Sestavíme-li tedy graf, kde na osu x vyneseme mediální oblibu dotyčného astronoma vyjádřenou tím, kolikrát ho a jeho práci lidé vyhledávali ve vyhledavači Google a na osu y jejich publikační činnost jako autorů a spoluautorů odborných publikací a to od nejproduktivnějších autorů až po ty méně produktivní, dostaneme graf, který jako by z oka vypadl H-R diagramu.  Obrázek zde.

Existuje zde "hlavní posloupnost", tedy normální směr vývoje astronoma od jeho počátků v oboru (Proto astronomers), až po vrchol jeho profesionální kariéry jako vysokoškolského pedagoga (Akademic giants), je zde oblast "bílých trpaslíků", tedy vědecky docela produktivních, ale prakticky neznámých autorů (Dark astronomers), je zde i oblast "obrů", v tomto případě nováčků, jejichž kariéra začala velkým nebo zajímavým a dobře zpopularizovaným objevem (New-media branch), a je zde i oblast "veleobrů", kteří dokázali své znalosti dobře prodat na veřejnosti (Media stars).

Top ten světových astronomů tvoří podle známosti tyto desítka osobností:

1. Prof. Stephen Hawking (*1942) britský teoretický fyzik a jeden z nejznámějších vědců vůbec. Významně přispěl zejména k různým oborům kosmologie a kvantové gravitace.
2. Prof. Carl Sagan (*1934 – †1996) americký astronom a popularizátor vědy, průkopník exobiologie a podporovatel programu SETI - hledání mimozemské civilizace.
3. Prof. Brian Cox (*1968) britský částicový fyzik, působí na Manchesterské univerzitě a v CERN, získal několik ocenění za propagaci vědy
4.-6. Prof. Michio Kaku (*1947) americký teoretický fyzik, specialista na teorii strun, popularizátor vědy
4.-6. Dr. Phil Plait (*?) americký astronom a skeptik, který provozuje internetové stránky BadAstronomy.com.
4.-6. Myleene Klass (*1978) anglická zpěvačka, modelka, herečka a amatérská astronomka popularizující astronomii. Studuje astronomii na Open University,
7. Dr. Neil deGrasse Tyson (*1958) americký astrofyzik, ředitel Haydenova planetária v New Yorku, popularizátor astronomie
8. Prof. Michel Mayor (*1942) švýcarský profesor astronomie na univerzitě v Ženevě, objevitel první (a několika dalších) extrasolární planety
9. Prof. Evine van Dishoeck (*1955) holandská astronomka a chemička se specializací na molekulární astrofyziku, ředitelka laboratoře astrofyziky na Leydenské univerzitě, manželka generálního ředitele Evropské jižní observatoře
10. Lord Martin Rees (*1942) anglický kosmolog a astrofyzik, od roku 2005 prezident Královské astronomické společnosti

Nejplodnější z autorů, Prof Simon White, který publikoval již téměř tisícovku vědeckých prací se v tomto žebříčku umístil až na konci druhé desítky.

 21. července 2010

Astrofyzikové objevili kvasar, který se chová jako gravitační čočka

Všechno je jednou poprvé a nyní je to podle zprávy zveřejněné v úterý 20.črvence v časopisu Astronomy & Astrophysics kvasar, který se chová jako gravitační čočka. Tento objev učinili vědci z astrofyzikální laboratoře Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) ve spolupráci s kolegy z Kalifornského technologického institutu (Caltech) v Pasadeně. Jejich objev představuje výrazný postup na poli astrofyziky, protože dovoluje vědcům zvážit a změřit galaxii ve které se kvasar nachází.

Obraz objevu, na kterém je kvasar v popředí zobrazen modře a galaxie za ním pak červeně byl pořízen dalekohledem Keck II na havajské Mauna Kea. Kredit: Courbin, Meylan, Djorgovski a další, EPFL/Caltech/WMKO.

Gravitační čočky jsou ve vesmíru celkem běžné. Vznikají díky působení gravitace masivních objektů jakými jsou velmi hmotné hvězdy nebo celé galaxie, kolem kterých se ohýbají světelné paprsky procházející poblíž nich. Pokud se takové objekty nacházejí mezi Zemí a vzdálenějším zdrojem světla, mohou toto světlo zesílit a učinit jej tak snadněji pozorovatelným, i když, bohužel, také mnohem více zdeformovaným.

Fenomén gravitačních čoček není jen zajímavým výsledkem Einsteinovy teorie obecné relativity, ale také cenným astrofyzikálním nástrojem pro tak důležité aplikace jako je třeba pátrání po extrasolárních planetách, nebo studium hvězd, galaxií, shluků galaxií a kvasarů. Například způsob zkroucení, počet obrazů vzdálených objektů a jejich vzájemná pozice dokáží poskytnout základní informace o rozložení hmoty v galaxii působící jako gravitační čočka a dovolí změření a zvážení veškeré její hmoty a to včetně té temné.

Kvasar je srdcem takové galaxie. Jde vlastně o supermasivní černou díru, kterou sice přímo vidět nemůžeme, ale pokud se dostatečně blízko ní nachází byť i jen malá část hmoty galaxie, kterou černá díra pohlcuje, pak tato hmota před tím než je pohlcena ještě jednou a naposledy extrémně jasně zazáří.

Zatím známe asi sto těchto kvasarů jejichž světlo je koncentrováno, případně zesilováno gravitačními čočkami ležícími mezi nimi a Zemí. Nicméně tentokrát jde poprvé o zcela opačný případ. Kvasar se nachází v popředí a pozorovaná galaxie až za ním. Význam tohoto objevu tedy leží ve skutečnosti, že poskytuje nebývalou příležitost ke "zvážení" galaxie ve které se kvasar nachází.

Výzkumníci z EPFL a Caltechu objevili kvasar fungující jako gravitační čočka díky trojrozměrné mapě oblohy sestavení na základě údajů Sloanovy přehlídky oblohy (SLOAN Digital Sky survey database - www.sdss.org), která pokrývá více než čtvrtina oblohy a vědcům jsou v ní k dispozici údaje o téměř milionu galaxií a více než 120.000 kvasarů. Z těchto údajů byl vybrán vzorek asi 23.000 z nich ve kterých výzkumný tým nakonec vytipoval 4, které by mohly působit jako gravitační čočky.

Jeden z těchto 4 kvasarů nakonec studovali pomocí dalekohledu Keck II (Caltech), který je přivedl k objevu. První snímky této rarity budou v nadcházejících měsících doplněny o vysoce kvalitní fotografie z Hubbleova kosmického dalekohledu, na jejichž základě se bude možné o povaze tohoto specifického kvasaru dozvědět mnohem více.

 15. července 2010

Menší proton, aneb zažije částicová fyzika zemětřesení?

Světem fyziky se už několik dnů plíží časovaná bomba. Po deseti letech výzkumů mezinárodního týmu zveřejnili vědci z Institutu Maxe Placka v Německu a švýcarského Ústavu Paula Scherrera na internetové stránce časopisu National Geographic (www.nationalgeographic.com) a v článku časopisu Nature svá zjištění.

Podle nich totiž nejnovější měření naznačují, že proton je o čtyři procenta menší, než se fyzikové dosud domnívali. Rozdíl není velký. Původně odhadovaný rozměr protonu 0,8768 femtometru se zmenšil na hodnotu 0,84184 femtometru. Tento zdánlivě nepatrný rozdíl však bude mít, pokud bude potvrzen, velké důsledky pro prakticky celou částicovou fyziku. Vědci si zatím nedokáží naměřené hodnoty spolehlivě vysvětlit a proto se ještě může ukázat že jde o omyl, a že ve měření se nachází nějaká systémová chyba, spekuluje se o Rydbergově konstantě nebo výpočtu účinků elektromagnetického kvanta (QED). Všechna měření tedy bude nutné opakovat a potvrdit.

Jde totiž o mnoho. Proton proton subatomární částice s kladným elementárním elektrickým nábojem nacházející se v atomovém jádře byl objeven roku 1918 Ernestem Rutherfordem a zanedlouho byly odhaleny všechny jeho důležité parametry, ze kterých dnes vychází prakticky celá částicová fyzika. Jeho rozměr je tak jedním ze základních čísel figurujících při výpočtech popisujících děje na úrovni elementárních částic. Pokud se tedy téměř tři čtvrtě století pracovalo s chybným údajem, otřese to standardním modelem částicové fyziky.

Až doposud se rozměr protonu zjišťoval měřením energie absorbované nebo uvolňované tehdy, když elektrony obíhající kolem jádra přeskakují z jedné energetické hladiny na jinou. Touto metodou se došlo k rozměru 0,8768 femtometru (biliardtin metru neboli 10^-15 metru.)

Odborníci mezinárodního týmu při novému měření použili místo klasických elektronů asi 200x těžší muony, kterými ve vodíkových atomech nahradili na oběžných drahách kolem jader elektrony. A protože muony jsou mnohem těžší, obíhaly tak mnohem blíže protonům, což umožnilo asi 10x přesnější měření než s lehčími elektrony.

"Musíme být velmi opatrní, se širšími důsledky našeho zjištění," řekl vedoucí výzkumu Randolph Pohl. "Ve výpočtech může být někde chyba, protože teorie kvantové elektrodynamiky je v dobrém souladu a velmi dobře zdokumentovaná," uvedl Pohl.

Vědci proto chtějí přestavět jejich měřící zařízení tak, aby bylo možné změřit na místo vodíku poloměr jádra hélia. To by mohlo případnou chybu odhalit.

 11. července 2010

Měsíční základna Alpha

Léto a prázdniny jsou také dobou her a odpočinku. Aby jste přeci jen neutekli daleko od astronomie a kosmonautiky, připravila pro vás, kteří jste stále hraví, NASA zcela zdarma online hru o zkoumání Měsíce.  Můžete se tak přidat k týmu výzkumníků, kteří na jižním pólu Měsíce budují a udržují měsíční základnu Alpha.

NASA sice zatím opustila svůj záměr návratu na Měsíc už kolem roku 2020, ale jak sdělila NASA při uvedení hry: "Na Měsíční základně Alpha, můžete přijmout vzrušující roli astronauta pracujícího na další expanzi lidstva a jeho výzkumu. Po návratu z průzkumné expedice budete svědky dopadu meteoritu, který ochromuje podporu života na základně a budete se s tím muset vypořádat. Drahocenné minuty odtikávají a vy a váš tým musíte opravit a vyměnit zařízení na výrobu kyslíku. Chcete-li splnit své poslání, musíte používat interaktivní velitelské centrum, lunární rovery a mobilní robotické opravářské jednotky. Správné použití a optimální rozložení disponibilních zdrojů je klíčem k celkovému úspěchu týmu. Hra je navržena tak, aby zapojila a vzdělávala studenty o technologických možnostech, zapojení do pracovního týmu a budoucnosti vesmíru."

Hru Měsíční základna Alpha mohou hrát jeden až šest hráčů a jak NASA podotkla, jde o předzvěst dalšího plánovaného online projektu pro ještě větší počet hráčů.

Hra je k dispozici na adrese http://moonbasealphagame.com.
Minimální nároky na PC jsou: připojení k internetu, • Win XP SP3 • 2.0+ GHZ Single Core Processor • 2GB of System RAM • NVIDIA 7000-series or ATI Radeon X1900 Video Card • 2GB of Free Hard Drive Space • DirectX 9.0c

 6. července 2010

Jupiter a jeho měsíce

Poslední ze současných "večerních" planet - Saturn - kolem půlnoci mizí pod západním obzorem a na východě ho střídá největší planeta sluneční soustavy - Jupiter. Pokud se na něj podíváte i malým dalekohledem nebo triedrem uvidíte, že tento plynový obr má kolem sebe několik světlých bodů, jejichž poloha se s časem poměrně rychle mění. Jsou to čtyři největší měsíce z velké rodiny několika desítek doposud objevených. Pokud jste dočetli až sem a jste zvědaví, kolikže to vlastně známe Jupiterových měsíců, pak čtete správný ten článek.

Dozvíte se více o množství, vlastnostech a jménech Jupiterových měsíců. Na začátek však něco o jejich domovské planetě.

Jupiter je masivní planeta, větší než všechny ostatní planety sluneční soustavy dohromady. V pořadí od Slunce jde o pátou planetu a zároveň se jedná o čtvrtý nejjasnější objekt noční oblohy. Jmenuje se po nejvyšším z římských bohů, kterého z Řecka známe jako Dia. Proto také většina Jupiterových měsíců dostala svá jména Diových dcer a milenek.

Jupiter je také znám jako planeta štěstí a má ohromný astrologický význam. Ve srovnání se Sluncem, je hmota Jupiteru malá, jen jedna tisícina hmoty naší mateřské hvězdy, ale čísla klamou. Jupiter má hmotnost dva a půl krát vyšší než všechny dalších planety sluneční soustavy dohromady. S takovým množstvím hmoty má i velkou přitažlivost. Jeho gravitaci mohou uniknout jen ty největší objekty. To může být i důvodem proč má Jupiter kolem sebe největší množství družic nebo měsíců. Zároveň Jupiter svojí gravitací působí pro vnitřní planety sluneční soustavy jako určitý štít, který kdyby neexistoval, neexistovali bychom možná ani my, protože by nás nejspíše už dávno zničil nějaký ten "drtivý dopad", tak jak to známe z hollywoodských trháků.

Celkový počet nyní známých měsíců Jupiter je 63 a je to mezi všemi planetami sluneční soustavy zdaleka největší rodina. Tyto oběžnice zahrnují i čtyři 'galileovské měsíce', které jsou největší a tvoří dohromady asi 99.997% veškeré hmoty obíhající kolem planety, zatímco jen téměř zanedbatelný zbytek (0.003%) hmoty je rozděleno mezi prstene a menší družice.

Tak teď již víte kolik měsíců Jupiter má. Některé z nich dokonce ještě nebyly pojmenovány a je proto jsou označeny pouze číselným kódem, který je nositelem roku jejich prvního pozorování. Část z nich pak dokonce byla pozorována jen jednou a na své potvrzení teprve čeká. Astronomové si myslí, že v minulosti měl Jupiter možná mnohem více větších oběžnic, které však byly ve vzájemných srážkách zničeny a vytvořily Jupiterův tenký prstenec.

Jen osm ze současných oběžnic je tak zvaných regulérních, tedy takových, které obíhají planetu ve směru její rotace, mají oběžné dráhy poblíž planety a mají nízký sklon oběžné dráhy vzhledem k Jupiterově rovníku. Mohou to tedy být "původní" Jupiterovy družice, které vznikly spolu s planetou, zatímco zbytek z nich by mohly být zachycené, neregulérní družice, v tom smyslu, že mají většinou retrográdní, rotaci Jupiteru opačnou oběžnou dráhu o velké výstřednosti a sklonu. Zatímco největší čtyři Jupiterovy měsíce byly objeveny už jedním z průkopníků moderní astronomie, Galileo Galileim v roce 1610, zbytek z nich byl objeven mnohem později velkými pozemními dalekohledy a kosmickými sondami.

Největším ze všech 63 měsíců je Ganymédes, s průměrem 5262 kilometrů, který je tak ještě větší než planety Merkur (4879 km). Zbývající tří galileovské měsíce mají průměr více než 3000 kilometrů. Calisto je jen o pár desítek kilometrů menší než Merkur. Průměr Io dosahuje 3643 km a Europa má 3122 km. Všechny čtyři tyto měsíce jsou díky své velikosti kulaté a jsou také téměř stejně jasné, od 4,6 do 5,7 magnitudy.

Zbývajících 59 ostatních měsíců je mnohem menších, menších než 170 kilometrů a většina z nich má průměr jen desítky nebo jednotky kilometrů. také jejich vizuální jasnost je díky tomu malá, od 14 do 23 magnitudy a pozorovatelné tak jsou jen opravdu těmi největšími a nejdokonalejšími dalekohledy.

Jednotlivé měsíce tvoří několik tak zvaných rodin. Malé vnitřní měsíce - Metis, Adrastea, Amalthea, Thebe, Galileovy měsíce - Europa, Ganymed a Callisto, rodina Themisto - má jediného člena Themisto, rodina Himalia - Leda, Himalia, Lysithea a Elara, rodina Carpo - má zatím rovněž jediného člena Carpo, rodina Ananke - Euporie, Orthosie, Euanthe, Mneme, Harpalyke, Kermippe, Praxidike, Thelxinoe, Iocaste a Ananke a dosud definitivně nepotvrzené a nepojmenované objekty S/2003 J3, S/2003 J12, S/2003 J18 a S/2003 J16, rodina Pasiphae - Helike, Eurydome, Autonoe, Sponde, Pasiphae, Megaclite, Sinope, Hegemone, Aoede a Callirhoe a dosud definitivně nepotvrzený a nepojmenovaný objekt S/2003 J23, rodina Carme - Arche, Pasithee, Chaldene, Kale, Isonoe, Aitne, Erinome, Taygete, Carme, Kalyke, Eukelade a Kallichore a dosud definitivně nepotvrzené a nepojmenované objekty S/2003 J17, S/2003 J19 a S/2003 J10. Čtyři ze zatím nepotvrzených a nepojmenovaných objektů S/2003 J4, S/2003 J15, S/2003 J14 a S/2003 J2 navíc nezapadají do žádné z dosud klasifikovaných rodin a mohou tak být prvními členy dvou nových skupin.

Teď tedy už víte, kolik měsíců Jupiter má i to, že většina těchto družic nebo měsíců byla planetou zachycena díky jeho velké gravitaci. Budoucí výzkumy se zaměří především na galileovský měsíc Europa, který by mohl mít podmínky příznivé pro objev života. Jupiterova rodina měsíců však má ještě mnohem více tajemství čekajících na to, až budou odhalena.

 4. července 2010

Výročí Krabí mlhoviny

Před asi 7.500 lety vybuchla v souhvězdí Býka hvězda. Výbuch to byl impozantní. Explodovala totiž supernova, hvězda která najednou zazáří jasněji než celá galaxie, aby pak týdny nebo měsíce slábla.

Výbuch rozhodí hmotu hvězdy do okolního prostoru rychlostí více než 29.000 km za hodinu a na svém čele vytváří rázovou vlnu, která se nám jeví jako expandující skořápka plynu a prachu,pozůstatků supernovy.

Přesně před 956 lety, 5.července 1054 našeho letopočtu dorazilo nakonec světlo z této mimořádné události až k naší Zemi a bylo pozorováno a zaznamenáno čínskými a arabskými astronomy. Výbuch byl tak jasný, že po 21 dnů, tedy téměř po celý měsíc červenec, ji mohli lidé pozorovat i ve dne a pak byla vidět pouhýma očima v noci ještě po téměř dva roky, podle záznamů celých 653 dnů.

Nebyli to ale jen Číňané, které nová hvězda zaujala. Skalní obrazy v jednom z kaňonů naznačují, že ji pozorovali a zaznamenali i indiáni kmene Anasaziů, kteří nyní žijí v Arizoně a Novém Mexiku. Datování kreseb radiokarbonovou metodou ukazuje mezi roky 1050 a 1070 a spojuje kresby s indiány kmene Mimbres.

Z novodobých astronomů objevil zbytky této supernovy o stovky let později, v roce 1731, britský astronom John Bevis a zanesl je do svého atlasu oblohy Uranographia Britannica. Nezávisle na něm je při hledání Halleyovy komety objevil i Charles Messier o dalších 27 let později. Původně považoval pozůstatek supernovy právě za tuto kometu jejíž návrat se v tom roce očekával. Svůj omyl ale brzy odhalil, když si všiml, že se mlhavý obláček nepohybuje. Nakonec si mlhavý objekt odnesl označení M1, jako první objekt jím vytvářeného katalogu.

Mlhovině její nynější jméno, Krabí mlhovina, dal náčrtek irského astronoma Williama Parsonse, 3.hraběte z Rosse, který ji pozoroval v roce 1844 a nakreslil něco jako oválné tělo s nohama.

Dnes má Krabí mlhovina nepravidelný tvar zhruba 9x14 světelných let a stále se rozpíná rychlostí přibližně 1.600 km/s. Její jas už sice pohasl na současnou hvězdnou velikost 8,4 mag. a je tak pozorovatelná za velmi jasné noci už triedrem nebo malým dalekohledem, ovšem pro serióznější pozorování jejího tvaru a struktury je potřeba použít dalekohled alespoň středního průměru. Najdeme ji poblíž špičky jižního "rohu" Býka (Taurus).

Krabí mlhovina, obzvláště pak její centrální část, je jedním z nejsilnějších zdrojů rádiového, rentgenového a gama záření na celé hvězdné obloze. Její gama záření má energii přes 30 KeV a proto se využívá jako kalibrační bod rentgenové astronomie. Pro tento účel byla stanovena jednotka miliCrab, která značí tisícinu intenzity jejího vyzařování.

Rentgenové záření v mlhovině emituje pulsar, neutronová hvězda, která je konečným pozůstatkem původní hvězdy po výbuchu supernovy. Záření pulsaru interaguje s plynem v okolí a tak má materiál mlhoviny stále poměrně vysokou teplotu mezi 11.000 a 18.000°K a hustotu asi 1.300 částic na 1 cm³. Tyto fyzikální vlastnosti mlhoviny jí spolu se zářením pulsaru propůjčují ve viditelné části spektra vzhled propletených namodralých či nazelenalých průhledných obláčků.

 2. července 2010

Záhada supernov vyřešena

Supernovy jsou obrovské hvězdné exploze, které lze pozorovat napříč celým vesmírem. Supernovy typu Ia pak jsou relativně homogenní třídou těchto hvězdných explozí, které díky tomu výzkumníci používají jako tzv. 'standardní svíčky' k měření zrychlování expanze vesmíru. Nicméně už dlouho je známo, že i supernovy typu Ia vykazují značné rozdíly v jejich spektrech, přičemž původ těchto rozdílů nebyl známý.

Nyní přišli výzkumníci, včetně vědců z Instiutu Nielse Bohra, s výzkumem řešícím tuto záhadu. Podle studie právě zveřejněné v časopisu Nature tyto supernovy vybuchují asymetricky a rozdíly v jejich vzhledu jsou prostě výsledkem směru, ze kterého je pozorujeme.

Supernovy typu Ia hrají klíčovou roli v kosmologii, protože mohou být použity k měření vzdáleností v celém vesmíru. I když to nejsou dokonalé 'standardní svíčky', jejich zářivý výkon se může lišit až o 50%, mohou být standardizovány na základě znalosti toho, že ty nejjasnější pohasínají pomaleji, než ty slabší.

Mezi vědci panuje nyní široká shoda o tom, že relativní homogenita supernov typu Ia dána jejich stejným původem, tedy existencí bílého trpaslíka v binární soustavě s rudým obrem, ve které obě hvězdy obíhají kolem společného těžiště. Bílý trpaslík je takovým typem hvězdy, kterým se stane naše Slunce na konci svého života, až jí dojde vodíkové palivo. V binární soustavě pak takový uhlíko-kyslíkový bílý trpaslík shromažďuje hmotu vytrhávanou ze svého obřího souseda a když díky tomu dosáhne Chandrasekharovy meze, hmotnosti 1,4 hmoty Slunce, vybuchne jako supernova.

Ve skutečnosti však je celý příběh, mnohem složitější. Supernovy mohou vykazovat zcela odlišné chování podle toho, jak rychle se jimi shromažďovaný materiál zpomaluje (takzvaný rychlostní gradient). Tento fakt dokonce vyvolal pochybnosti o tom, zda vůbec mohou být supernovy typu Ia používány jako kosmologické standardní svíčky.

"Nové detailní studie nyní ukázaly, že rychlostní gradient je úzce spojen s tím, že tyto supernovy vybuchují asymetricky," vysvětluje astrofyzik Jesper Sollerman, z Centa temné kosmologie Institutu Nielse Bohra na univerzitě v Kodani.

Nové studie mezinárodního týmu, kterých se kromě Giorgose Leloudase, Jespera Sollermana a Maxe Stritzingera z Centa temné kosmologie účastnil například i Keiichi Maeda z university v Tokyu ukázaly, že rychlostní gradient je úzce spojen s asymetrickým charakterem výbuchů těchto supernov .

"Přišli jsme na to, že různé vlastnosti supernov lze vysvětlit asymetrickým výbuchem, když k zažehnutí termonukleární reakce dojde daleko od centra. Tedy, že různé vlastnosti a chování supernov prostě záleží na tom, odkud jsou pozorovány", vysvětluje Leloudas.

Zatímco z dřívějších pozorování pocházely jen náznaky toho, že by supernovy typu Ia mohly explodovat asymetricky, nyní se to poprvé podařilo přesvědčivě prokázat observační studií sondující centrální oblasti supernov. Výzkumníci pozorovali supernovy v pozdních stádiích, kdy je možné nahlédnout hluboko do jejich nitra a tak potvrdili, že tyto supernovy opravdu vybuchují asymetricky.

"Kromě toho, že nám to poskytuje nový pohled na to, jak tyto hvězdy explodují, řeší to i problém s jejich různými podobami. Výsledky jsou také dobrou zprávou pro používání těchto supernov jako standardních svíček. Stačí jen, abychom jich pozorovali dostatečné množství a pak se rozdíly vyplývající z různých pohledů na výbuch setřou a zmizí," zakončuje Leloudas.

Teplo v raném vesmíru zlikvidovalo malé galaxie

Naše Mléčná dráha přežila svůj vznik, jen proto, že byla vždy ponořena do rozměrných shluků temné hmoty, v pasti, která uvnitř sebe udržela plyn, ze kterého vznikaly další hvězdy, tvrdí na základě složitých simulací skupina vědců kolem Institutu výpočetní kosmologie (ICC) při Durhamské univerzitě.

Jejich výzkum, byl prezentován dnes, 1.července 2010, na mezinárodní konferenci, kde byl také uveden nový film ICC mapující vývoj Mléčné dráhy.

Vědci uvádí, že mladá Mléčná dráha začala tvorbu svých hvězd ze surového plynného materiálu, který se jinak "vypařil" ve vysokých teplotách panujících po "zapálení" vesmíru asi půl miliardy let po Velkém třesku.

Drobné vznikající galaxie, uvnitř malých shluků temné hmoty při tom doslova "shořely" v teple, které dosahovalo hodnot mezi 20.000 až 100.000 stupni Celsia, tvrdí britští vědci, podporovaní odborníky z japonské univerzity v Tsukubě.

Temná hmota, o které předpokládáme, že tvoří až 85 procent hmotnosti vesmíru tak nejspíše byla jedním ze stavebních kamenů při formování galaxií.

Rozsáhlé počítačové simulace, které provádí skupina Virgo Consortium vedená vědci z Durhamu, slouží ke zkoumání toho, proč mají galaxie podobné té naší, tak málo galaktických společníků, tedy menších doprovodných satelitních galaxií.

V okolí naší Mléčné dráhy totiž našli astronomové jen několik desítek takových malých satelitů, i když počítačové simulace ukazují, že by kolem ní měly obíhat až stovky tisíc malých shluků temné hmoty, ve kterých mohly jejich zárodky vzniknout.

Vědci tvrdí, že to bylo právě teplo vydávané prvotními hvězdami a černými děrami, které učinilo tuto temnou hmotu neplodnou a neschopnou podporovat rozvoj satelitních hvězdných systémů.

Simulace naznačující tento scénář jsou také součástí nového filmu ICC nazvaného "Naše kosmické počátky", který spojuje počítačové simulace s reálným pozorováním galaxií a sleduje vývoj Mléčné dráhy během celých 13-ti miliard roků historie vesmíru.

Film je také součástí výstavy ICC na výroční letní vědecké výstavě královské společnosti, která bude otevřena již tuto sobotu 4. července 2010.

Řešitelský tým výzkumu vedl Prof. Carlos Frenk, ředitel Institutu výpočetní kosmologie při Durhamské univerzitě. "Platnost standardního modelu našeho vesmíru závisí na nalezení uspokojivého vysvětlení toho, proč mají galaxie jako je Mléčná dráha tak málo společníků," tvrdí Frenk. "Naše simulace ukazují, že kolem Mléčné dráhy by měly obíhat stovky tisíc malých shluků temné hmoty, ve kterých se ale malé galaxie nevytvořily. Můžeme také ukázat, že bylo téměř nemožné, aby tyto potenciální galaxie přežily extrémní teplo vydávané prvními hvězdami a černými děrami. Toto teplo odpařilo z malých shluků temné hmoty všechen plyn, čímž se staly neplodnými. Podařilo se přežít jen pár desítkám těch, které se vyvinuly nejdříve a měly tak před ostatními náskok."

Vědci dodávají, že svými simulacemi poskytují přirozené vysvětlení původu galaxií a tak podporují obecně přijímaný názor, že chladná temná hmota je nejlepším kandidátem na tajemný materiál o kterém se věří, že tvoří většinu našeho vesmíru.

Teď už je na experimentálních fyzicích, tvrdí numeričtí kosmologové, aby tuto hmotu našli buď přímo nebo aby ji vyrobili v urychlovači částic, jako je například Large Hadron Collider v CERNu.

"Nalezení temné hmoty je nejen jedním z nejnaléhavějších problémů dnešní vědy, ale je také klíčem k pochopení vzniku galaxií," uzavírá profesor Frenk.

"Na to abychom v počítači vytvořili opravdu reálnou galaxii je ještě brzy, ale naše výsledky jsou velmi povzbudivé," doplňuje ho spoluřešitel výzkumu Dr. Takashi Okamoto z univerzity v japonské Tsukubě a naznačuje tím směr dalšího výzkumu.