:: ÚVOD
   :: IBT
   :: IAN 1-50
   :: IAN 50-226
   :: IAN 227-500
   :: RÁDIO
   :: PŘEKVAPENÍ
   :: BÍLÝ TRPASLÍK
   :: ASTRONOMICKÝ FESTIVAL
   :: BRNĚNSKÝ FOTOVÍKEND
   :: SOFTWARE

Mozilla Firebird - WWW BROWSER

Macromedia Flash - Vektorová grafika

Adobe Acrobat Reader - Prohlížee PDF souboru

 

239. vydání (10.4.2000 )

 Svět je jedna veliká iluze! Téměř do poloviny právě se loučícího dvacátého století byly naše představy o vesmírných objektech postaveny takřka na vodě. Naše dalekohledy nebyly příliš výkonné, detektory k nim připojené jakbysmet a pozorovat se dalo jenom v několika omezených spektrálních pásmech. Ještě ve dvacátých letech pro nás Vesmír představovala Mléčná dráha s několika stovkami miliard hvězd, obklopená řadou menších soustav. Nevěděli jsme proč Slunce tak dlouho svítí a neznali jsme prakticky žádné jiné vesmírné objekty: černé díry, neutronové hvězdy, hnědí trpaslíci dokonce i mezihvězdná látka byla objevena až později. Teprve nové přístroje umožnily sestavit alespoň hrubou mapu Vesmíru. Naše Galaxie je jednou z mnoha milionů či miliard, Slunce si energii vyrábí spalováním vodíku na hélium, vystopovali jsme vývoj vesmíru prakticky až k samému počátku, jen nepatrné zlomky sekund od Velkého třesku, začali jsme naslouchat signálům možných inteligentních civilizací. Víme, že ve vesmír dostal od Stvořitele do vínku pouze vodík a helium. Teprve hvězdy tyto dva -- stále ještě nejrozšířenější prvky -- přetavily do stovky dalších. Zlato, měď, platina, kyslík, uhlík, neon, vápník... se poté při důmyslné recyklaci mezihvězdné látky i stálic využily k přípravě dalších generacích, tedy i sluneční soustavy, Země a nás lidí. Člověk není nic jiného než vhodně přetavený mezihvězdný prach, nebo méně romanticky popel z jaderných reakcí probíhajících v nitrech hvězd.

Jiří Dušek

 

Viděli jste čtvrtečně/páteční polární zář? (235 odpovědí)

  • ano (26%)
  • ne (74%)

 

 

Nebe v plamenech

V noci ze čtvrtka na pátek navštívila oblohu střední Evropy nádherná polární zář. Neuškodilo by tudíž prozradit o tomto pomíjivém, leč pohledném jevu několik podrobností.

 Základní schéma celého úkazu je více než jednoduché. Nejdříve Slunce směrem k nám vyvrhne rozsáhlý oblak záporných elektronů a kladných iontů. Ve druhém kroku tyto částice padají po spirále podél magnetických siločar do zemské atmosféry. No a nakonec se srážejí s atomy a molekulami vzdušného obalu, které záři na několika specifických vlnových délkách.

Jednoduché vysvětlení má o to složitější pozadí. Viditelný povrch Slunce obklopuje rozsáhlá, řídká až několik milionů stupňů horká atmosféra. Z ní rychlostí kolem 400 kilometrů za sekundu uniká nekonečný proud nabitých částic, protonů a elektronů, které zaplavují celý okolní prostor. Tu a tam se ale stane, že naše mateřská hvězda vyvrhne hustší bublinu plynu. Dochází k tomu díky tzv. koronárním dírám, během erupcí a koronárních ejekcí. O jaké jevy se jedná? "Koronární díry jsou ty oblasti koróny, kde jsou magnetické siločáry otevřeny směrem do prostoru, odkud tedy může ionizovaný materiál uniknout z okolí Slunce," řekl nám Zdeněk Mikulášek z brněnské hvězdárny. Odtud tekoucí sluneční vítr může dosáhnout rychlosti až 800 kilometrů v hodině. Pokud se takový útvar nachází poblíž rovníku, může na Zemi indukovat každých 27 dní. (Tj. ve shodě s rotační periodou Slunce.)

 "Při erupcích dojde k náhlému uvolnění energie, a to nejspíše v důsledku tzv. 'magnetického zkratu' -- propojení komplikované magnetické struktury jednodušším způsobem -- tedy nakrátko. Prudké zahřátí řídkého materiálu spodní části koróny vede k jeho expanzi. Ta se brzy mění doslova k explozi, ke vzniku mohutné rázové vlny. Postupující rázová vlna stlačuje a zahřívá na vysokou teplotu materiál, s nímž se setkává," pokračuje dál Zdeněk Mikulášek. "Při zvlášť silných slunečních erupcích se uvolňuje výkon až 1023 wattů, což představuje asi 1/4000 zářivého výkonu hvězdy. Celý děj trvá několik sekund. Při erupci dochází k emisi záření všech vlnových délek, zpravidla ji doprovází i výron nabitých částic do prostoru. Zcela výjimečně může dojít k takovému urychlení nabitých částic, že zde proběhnou i některé jaderné reakce." Tímto způsobem generovaný vítr dosahuje v okolí Země rychlosti až 1000 kilometrů za sekundu.

Oproti tradovaným zkazkám však erupce nejsou hlavním zdrojem polárních září. Jenom málokdy se totiž nacházejí na takovém místě, aby jimi vyvrhnutý oblak nabitých částic mohl trefit naši planetu.

Současné studie ukazují, že největší množství světelných představení lze připsat na vrub koronárních ejekcí. "To jsou gigantické výbuchy v koróně, k nimž dochází asi jedenkrát denně. Jde o procesy s energií srovnatelnou s těmi nejmohutnějšími erupcemi (až 1026 joulů), které jsou schopny rychlostí 100 až 500 kilometrů za sekundu vypudit takřka veškerou látku koróny v sektoru až 40 stupňů. Jsou důsledkem kompletní přestavby struktury magnetického pole v okolí Slunce," ukončil svůj výklad Zdeněk Mikulášek.

 Už od počátku šedesátých roků dvacátého století je zřejmé, že nabité částice pronikají do zemské atmosféry jenom v omezené oblasti, ve dvojici prstenů o průměru čtyři tisíce kilometrů centrovaných na geomagnetické póly. Vzhledem k tomu, že pod těmito ovály rotuje kolem geografických pólů naše planeta, jsou polární záře pravidelně pozorovatelné z takových míst jako střední Aljaška či severní Skandinávie. Ze stejného důvodu jsou světelná představení viditelná v nižších zeměpisných šířkách jenom nad severním obzorem. Nejlepší výhled je vzhledem k celkové geometrii kolem místní půlnoci.

Planeta se plazmatickým útokům brání seč může. Naštěstí pro nás, jinak by život na Zemi brzy zaniknul. V první linii je rozsáhlé magnetické pole. I když je bipolární, jeho podoba je na hony vzdálená o tvaru pole obyčejného tyčového magnetu. Na straně přivrácené ke Slunci ho sluneční vítr stlačuje na vzdálenost jenom několika poloměrů Země, na straně opačné však sahá až 200 poloměrů daleko.

Magnetickému štítu se bublinu nabitých částic zpravidla podaří odrazit. Pokud má však plazma velikou rychlost, dojde k jeho značnému stlačení, což vede k rozšíření oblasti, kam proniká sluneční plazma (výše zmiňovanému prstenu). V takových případech lze polární záře, které dosáhnou až do zenitu, sledovat v nižších zeměpisných šířkách.

Druhou možností je setkání magnetosféry se silným meziplanetárním magnetickým polem, které má opačnou polaritu. Tehdy dochází k přestavbě pole a průniku částic do zemské atmosféry. Ty se poté pohybují podél siločar a srážejí se s atomy a molekulami vzdušného obalu.

Rozsáhlé změny magnetického pole indukují v rozvodných soustavách, podmořských kabelech, telefonních a televizních sítích silné elektrické proudy, které poškozují či zcela zneškodňují nejrůznější spotřebiče. Už na sklonku devatenáctého století vznikaly v telegrafních a telefonních systémech tak silné proudy, že obsluha nepotřebovala k vysílání teček a čárek baterie. Někteří operátoři dokonce tu a tam dostali pěknou ránu. Dnes se pro změnu v kovových pláštích podmořských kabelů běžně generuje napětí až několik set voltů.

Vlastní polární záře vzniká ve výšce sto až tisíc kilometrů nad zemí. Barvu, jas i průběh ovlivňuje řada faktorů, jako je hustota elektronů, atmosféry a chemické složení. Typicky se jedná o oblast s výškou několika set kilometrů a tloušťkou pouze jeden kilometr.

Nejčastěji jsou záře zelené. Tento odstín mají na svědomí atomy kyslíku ve výšce 400 kilometrů, který se excituje na druhou energetickou hladinu. V řídkém prostředí může částice v tomto stavu zůstat po dobu delší než tři čtvrtě sekundy, což je dostatečně dlouhá doba na to, aby elektron přeskočil do prvního energetického stavu, vyzářil foton na vlnové délce 558 nanometrů a neztratil mezitím energii srážkou s jinou částicí.

Životní doba elektronu na první energetické hladině se pohybuje kolem 110 sekundu, takže pokud se mezitím nesetká s jiným atomem či molekulou, může vyzářit další foton. V nižší nadmořské výšce je zemská atmosféra natolik hustá, že ke kolizi excitovaného kyslíku s jinou částicí dojde prakticky okamžitě. Ve větší výšce jsou však podmínky dostatečně příhodné, takže zde při návratu do základního stavu dojde k vyzáření červeného fotonu. K této dlouhovlnnější emisi dochází i tehdy, když kyslík na počátku excituje méně energetický elektron.

 Zatímco červené zabarvení ve větší výšce má na svědomí kyslík, méně častější zabarvení v nižších vrstvách vzniká díky dusíku. K tomuhle jevu dochází tehdy, když se dusíkové molekuly ve výšce devadesát kilometrů srážejí s velmi energetickými elektrony. Při návratu do základního stavu molekuly září ve čtyřech různých vlnových délkách v červené oblasti spektra.

Podívejme se tedy, co se stalo minulý týden. Ve čtvrtek večer se sešel Měsíc s Jupiterem, Saturnem a Marsem. S nádhernou polární září, která zaujala prakticky celou Evropu, však neměli nic společného. Světelné show totiž začalo už o několik dní dříve, 4. dubna v 17 hodin 41 minut našeho času. Tehdy totiž observatoř SOHO zachytila velikou koronární ejekci (viz animace). Na čele oblaku nabitých částic se po setkání s pomalu tekoucím slunečním větrem vyvrhnutým v předcházejících dnech vytvořila rázová vlna, která šestého dubna v 18 hodin našeho času prošla kolem družice ACE. Tato sonda se nachází jeden a půl milionů kilometrů od Země, v Lagrangeově bodu L1.

O pouhou hodinu později se nabité částice setkaly s naší magnetosférou, došlo k jejímu stlačení a generaci rozsáhlé geomagnetické bouře, zcela jistě nejsilnější v tomto roce. Její důsledky mnozí z vás poznali na vlastní oči.

Jiří Dušek
Zdroj: Sky and Telescope, Úvod do fyziky hvězd
 

Předpověď kosmického počasí

Neviděli jste polární záři? Tento příspěvek vám prozradí, kam se příště podívat!

Pomineme-li Instantní astronomické noviny a právě připravovanou službu SMS alertů, můžete se přihlásit do novinkového servisu časopisu Sky and Telescope. Další informace najdete na Space Weather Bureau Marschallova střediska kosmických letů, které vydává každodenní zprávy o geomagnetické aktivitě a pravděpodobnosti slunečních erupcí. Podobnou službu zprostředkovává i Space Enviromental Laboratory National Oceanographic and Atmospheric Administration, jež analyzuje data z prolétající satelitů a odhaduje polohu a intenzitu oblasti, kde jsou prstenu polárních září. Hodí se tudíž především pro krátkodobé předpovědi. Geofyzikální institut Aljašské univerzity zase vydává týdenní předpovědi a také celooblohové fotografie v téměř reálném čase.

Jiří Dušek
Zdroj: Sky and Telescope
 

Sága kosmického teleskopu IV

Hubblův kosmický dalekohled od začátku trpěl několika neduhy. Úkolem servisní mise raketoplánu STS-61 Endeavour F-5, která odstartovala 2. prosince 1993, proto bylo opravit co nejvíce závad a umožnit astronomům získávat kvalitní data tak, jak to bylo deklarováno dlouho před vypuštěním observatoře.

 Posádka raketoplánu měla před sebou doposud nejkomplikovanější opravářské práce v kosmickém prostoru, jaké kdy byly prováděny. Proto byl v posádce i "starý harcovník" Franklin S. Musgrave (čtvrtý start do kosmu), dále Richard O. Covey a Jeffrey A. Hoffman (třetí starty), ke svému druhému letu se vydali Thomas D. Akers a Kathryn C. Tnorntonová, naopak úplným zelenáčem byl Švýcar Claude Nicollier.

Nutno říci, že už před vypuštěním HST se počítalo s kontrolními a opravářskými lety raketoplánu, při kterých měli kosmonauti zastaralé a překonané vědecké přístroje nahradit novými aparaturami modernější koncepce (konstrukce HST takovéto výměny umožňovala) a při této příležitosti měli opravit závady, které by se eventuelně vyskytly během provozu dalekohledu. Avšak hlavní závada, která byla u kosmického teleskopu zjištěna, nezapadala ani do jedné kategorie pracovní náplně servisních letů. Oprava vlastního optického systému dalekohledu na oběžné dráze kolem Země nepřicházela v úvahu. A dopravovat dalekohled do pozemních laboratoří a po opravě jej znovu vypustit, to rovněž nebylo nejlepší řešení. Bylo tudíž rozhodnuto optickou vadu dalekohledu korigovat podobným způsobem, jako se brýlemi koriguje krátkozrakost u člověka.

Proto se začalo s vývojem a výrobou korekční optiky -- souboru malých, přesně vybroušených zrcadel, která měla upravit "napájení" jednotlivých přístrojů kosmického dalekohledu světelným či infračerveným zářením. Uložena měla být do prázdného modulu STAR, určeného původně pro montáž dalších astronomických přístrojů. Celé zařízení potom dostalo název COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement). Jeho hmotnost činila 290 kilogramů. Nutno poznamenat, že to nebyl to žádný drobeček -- svými rozměry 0,9 x 0,9 x 2,2 m se zařízení podobal menší skříni.

Na kosmickém teleskopu zaujal COSTAR místo, odkud předtím posádka demontovala vysokorychlostní fotometr HSP o hmotnosti 221 kg. Stalo se tak 8. prosince 1993 a "montážní četa" přitom pracovala ve složení K. Thorntonová a T. Akers.

Jediným zařízením, které nevyžadovalo "služby" zařízení COSTAR, byla širokoúhlá planetární kamera WF/PC. Ta totiž byla nahrazena novým modelem WF/PC-2, do jehož konstrukce již byla korekční optika zabudována přímo při výrobě. Na místo zastaralé kamery byla WF/PC-2 umístěna už 7. prosince dvojicí kosmonautů F. Musgrave a J. Hoffman. Výměna probíhala pouze "v noci" -- při letu raketoplánu ve stínu, aby nedošlo k poškození citlivých detektorů přímým slunečním světlem.

Kosmonauti však měli za úkol mnohem více oprav. Například byla provedena výměna panelů slunečních baterií za nové, konstrukčně upravené. Jeden starý panel se podařilo svinout do pouzdra a dopravit na Zemi technikům k důkladnému prozkoumání (bylo na něm zjištěno 672 impaktních "kráterů" o průměru větším než 1,2 milimetru). Tři a půl roku pobytu v kosmickém prostoru udělalo své. Druhý panel nebylo možné složit (byl nadvakrát přelomen), a proto byl odhozen do prostoru, čímž na určitou dobu rozšířil počet nefunkčních těles na oběžné dráze kolem Země. Posádka také provedla opravu palubního počítače DF-224, do něhož kosmonauti instalovali nový koprocesor.

Součástí opravy HST byla výměna tří gyroskopů a jejich řídící elektroniky, instalace dvou magnetometrů pro hrubou magnetickou detekci polohy, instalace ovládací elektroniky panelů slunečních baterií (při tom Hoffmanovi vypadly z rukou tři šrouby, které se podařilo včas pochytat). Posledními úkoly posádky při opravě HST byla instalace záložního zdroje elektrické energie pro spektrometr s vysokou rozlišovací schopností (GHRS) a na magnetometry bylo nutno umístit náhradní krytky, které na žádost astronomů vyrobili přímo na palubě raketoplánu kosmonauti Bowersox a Nicollier.

Teď už zbývalo jen "roztáhnout křídla" a letět. Kosmonaut Musgrave použil ručního klíče k uvolnění kazet a pak už se začaly panely slunečních baterií pomalu rozvíjet. Protože i další vyměněné či opravené přístroje včetně počítače byly "aktivní", po otevření krytu tubusu byl HST opět "vypuštěn" na samostatnou dráhu ve výšce 594 kilometrů. Unikátní operace se podařila.

Libor Lenža, František Martínek
 

Polární záře téměř nad Valašskem

Ve včerejší večer, kdy se na obloze proháněla polární záře, bylo nad hvězdárnou ve Valašském Meziříčí polojasno. Proto jsem mimořádně na hvězdárně nezůstal a šel se trochu prospat. Podobně si počínali i mí kolegové. O tom krásném divadle jsme se tedy bohužel dověděli až z ranních telefonátů a mailů. Ach jo!

Zhruba v 1:45 jsem začal venku udit a všiml jsem si tří velmi nápadných pruhů červené barvy. Mezi nimi později prosvítávaly světlejší pruhy. Vypadalo to, jako by do těch míst svítily reflektory. Nic podobného jsem ještě na obloze nespatřil. Bylo to nádherné. Helmut Heske, Odry

Kolem 23:00 jsme si všimli nápadné rudé záře nad SZ obzorem. Mysleli jsme si, že někde hoří. Později se celý závoj začal protahovat a vytvořil dlouhý oblouk až k západu. Závojem prosvítaly hvězdy a tak jsme si řekli, že nejspíše jednalo o polární záři. Telefonát z Plaňan

Pavel Gabzdyl
 

© INSTANTNÍ ASTRONOMICKÉ NOVINY
...veškeré požívání a reprodukce se souhlasem
redakce...