Černé srdce galaxií  
SETI@home 2 
Zrodila se planeta 
Kouluje nás vesmír? 
  
Přílohy IAN: 
 
 

Černé srdce galaxií 
  
Astronomie dělá sedmimílové kroky do fantastické budoucnosti. Chcete názorný příklad? Zde je: Ještě před několika roky se černé díry vyskytovaly pouze na umaštěném papíře pilných teoretiků, dnes však mají pozorovatelé v ruce jasné důkazy o celé řadě těchto famózních objektů. S přibývajícím počtem úlovků se přitom začíná rýsovat několik trendů. Tím nejzřetelnějším je závěr, že prakticky každá normální galaxie má ve svém centru supermasivní černou díru. 
Černé díry, kterým je mimo jiné zasvěcen současný virtuální seminář, se dělí podle váhy: Osamocené hvězdy dávají za vznik těm "lehčím" s hmotností jen několik Sluncí. Objevili jsme je v těsných dvojhvězdách a v poslední době i v podobě samotářů potulujících se prázdným vesmírem. Pak by tu měly být těžší černé díry (sto a více Sluncí), o jejichž přítomnosti však máme jen útržkovité představy. No a nakonec jsou mezi námi i supermasivní objekty, které trůní v centrech velkých galaxií. Ve svém nejbližším okolí požírají mezihvězdný plyn a slapovými silami roztrhané hvězdy. Materiál padající na černou díru se ohřívá na vysokou teplotu a my pak pozorujeme plynný disk či v extrémním případě jev tzv. kvasaru. Černou díru, která ve svém okolí pohltí veškerý materiál, odhalujeme na základě gravitačních účinků na vzdálenější hvězdy, co se toulají v bezpečné vzdálenosti. 
Kromě naší Galaxie do podobné skupiny patří i tři nové přírůstky: NGC 4473 a NGC 4697ze souhvězdí Panny a NGC 821 z Berana. Záběry z Hubblova kosmického dalekohledu v jejich případě umožnily vystopovat pohyb stálic v centru a vypočítat hmotnost zde sedícího neviditelného tělesa. Třeba u NGC 821 se hvězdy pohybují rychlostí až 250 kilometrů za sekundu, takže nutně obíhají kolem tělesa s hmotností několik desítek milionu Sluncí. (Pozemské záběry těchto tří galaxií (vpravo nahoře) jsou čtyřicetkrát větší než do oranžova zabarvené momentky jejich centrálních oblastí.) 
Současné průzkumy ukazují, že v srdci ukrývá černou díru s hmotností od dvou milionů do dvou miliard Sluncí nejméně dvacet relativně blízkých galaxií. Například uvnitř M 105 z Panny trůní objekt o hmotnosti 50 milionů Sluncí, u obří M 87 pak dokonce čtyřicetkrát těžší. Douglas Richstone z Michiganské univerzity dokonce nastínil jednu přímou úměru: "Pokud se v centru vytvoří černá díra, pak reprezentuje asi 0,2 procenta hmotnosti viditelné látky galaxie." 
Četnost těchto objektů potvrdila i důkladná prohlídka stovky blízkých galaxií. Nejméně třicet procent z nich má ve středu kompaktní, velmi malý zdroj rádiového záření podobající se svými vlastnostmi kvasarům. Tyto "relikvie" mohou být jakýmsi spojovacím článkem mezi tzv. normálními galaxiemi a galaxiemi s aktivním jádrem. 
"Ukazuje se tak, že vznik a vývoj galaxií úzce souvisí s existencí centrální velmi hmotné černé díry," komentoval objevy v tiskovém prohlášení Douglas Richshstone. "Záření uvolňované při jejich růstu je pravděpodobně dominantním zdrojem ve vznikající protogalaxii." Jinými slovy. Krátce po vzniku vesmíru, pouhou miliardu roků, začaly ve fantasticky rozsáhlých oblacích plynu vznikat supermasivní černé díry, které dnes pozorujeme v podobě kvasarů, podivuhodných objektů s zářivým výkonem miliard Sluncí a rozměry menšími než vzdálenost Marsu od Slunce. Bouřlivé procesy, které probíhaly v jejich okolí, pak zásadním způsobem ovlivnily tehdy probíhající masivní vznik hvězd a tedy i samotných galaxií. V současnosti pak většina těchto nenasytných "budulínků" spí a jeví jen minimální aktivitu. 
 
Podle tiskové zprávy University of Michigan
   
Seznam většiny známých černých děr v centrech galaxií
galaxie 
 
poznámka
 
souhvězdí
 
typ
 
vzdálenost
sv. r.
hmotnost
č.d. (Slunce)
naše Galaxie      Sbc 28,000  2,6 milionů 
NGC 224 = M 31  Mlhovina v Andromedě  Andromeda  Sb 2,3 milionů  30 milionů 
NGC 221 = M  32  satelit M 31  Andromeda  E2 2.3 milionů  3 milionů 
NGC 821   Aries E   75 milionů
NGC 1068 = M 77   Cetus Sb 50 milionů 10 milionů
NGC 3115    Sextans  S0 27 milionů  1 miliarda 
NGC 3377   Leo E5 32 milionů  80 milionů
NGC 3379 = M 105   Leo E1 32 milionů 100 milionů
NGC 4258 = M 106    Canes Venatici  Sbc 24 milionů  40 milionů 
NGC 4261    Virgo  E2 190 milionů  300 milionů 
NGC 4342   Virgo S0 50 milionů 300 milionů
NGC 4473   Virgo E 50 milionů 75 milionů
NGC 4486 = M87    Virgo  E0 50 milionů  3 miliardy 
NGC 4486b  satelit M 87 Virgo E1 50 milionů 600 milionů
NGC 4594 = M104  Sombrero  Virgo  Sa 30 milionů  1 miliarda 
NGC 4697   Virgo E 50 milionů 75 milionů
NGC 4945   Centaurus Scb 12 milionů 1 milion
NGC 6251   Ursa Minor E2 350 milionů 600 milionů
NGC 7052   Vulpecula E4 190 milionů 300 milionů
Seznam nemusí být úplný, číselné údaje jsou pouze přibližné. Typy galaxií: S - spirální, Sb - spirální s příčkou, E - eliptická. Zdroj John Kormendy (University of Michigan)
  
  
  
repro IANSETI@home 2 
  
Jeden a půl milionu registrovaných uživatelů se konečně dočkalo. Tvůrci projektu SETI@home dali v minulých dnech k dispozici opravenou verzi screensaveru, jenž hledá stopy po mezihvězdném vysílání malých zelených mužíčků. 
SETI@home je od svého startu v květnu 1999 velmi populární projekt. Speciální "šetřič obrazovky" si alespoň nakrátko instalovalo více 1,6 milionů dobrovolníků a k analýze signálu sbíraného radioteleskopem Arecibo tak věnovalo přes 150 tisíc roků výpočetního času. 
Podivuhodná mise se však nezastavila a programátoři v těchto dnech dali k dispozici už druhou verzi programu. "Především se změnilo zabezpečení celého systému, které brání uživatelům vracet do ústředí pozměněné nebo duplikované výsledky. Také jsme se pokusili vypořádat s proxi servery a firewally. A ke změně došlo i v grafickém výstupu," popsal novou verzi pro BBC News Online David Anderson z University of California. "Dodali jsme program, který hledá také krátké, pulsující signály. Kromě toho každou část záznamu kontrolujeme podruhé, abychom odhalili jakékoli nesrovnalosti vzniklé díky chybám při výpočtu. Zcela nový způsob analýzy se objeví za několik měsíců s třetí verzí SETI@home." 
Zajímavé je, že vzhledem k počtu uživatelů, probíhá kontrola rádiového vysílání o něco rychleji než záznam nových dat. Tým má však dva měsíce náskok a navíc je zdokonalený software poněkud pomalejší. Objevili se také kritické hlasy, že screensaver není dostatečně efektivní a nevyužívá naplno výpočetní čas. "Samozřejmě, náš program skutečně není stoprocentně efektivní. Hodně času například pohltí graficky výstup. Nejde však o zbytečné rozhazování, i uživatel přece očekává alespoň nějaký výsledek. SETI@home také nelze optimalizovat pro všechny typu procesorů." 
"Každopádně během patnácti měsíců dokončíme scanování oblohy viditelné z Areciba. Pak můžeme začít s podobnou přehlídkou na jižní obloze a nebo zkusit jiné frekvenční rozsahy. A kdo ví, třeba jednou něco ulovíme!" Novou verzi SETI@home si můžete stáhnout i z našich stránek (750 kB) 
 
Podle materiálů na Internetu
 
 
Jak se jmenuje třetí největší měsíc planety sluneční soustavy?
Ganymed u Jupiteru
Titan u Saturnu
Kallisto u Jupiteru
 
 
  
prachovy disk bety Pictoris, foto P. Kalas, D. JewittZrodila se planeta 
  
Za devatero světelnými roky a devatero molekulárními oblaky, žila byla jedna velmi mladá hvězda. Ale nebyla to obyčejná hvězda. Byla zachumlaná do nádherného oblaku prachu jemnějšího než cigaretový kouř. Už nikdy nezjistíme kdy a jak, ale prachová zrnka se pomalu začala spojovat do stále větších a větších těles, která časem vytvořila planety o velikosti mnoho tisíc kilometrů. Rostoucí výkon mladičkého slunce brzy nemilosrdně vymetl veškerý nepoužitý materiál daleko, na samou periferii soustavy. Velká tělesa však zůstala na svých místech a dál, na dobu blížící se věčnosti, kolotala kolem mateřské hvězdy. Pohádka? Nikoli. Zjednodušené představy o vývoji planetárních soustav. 
V roce 1983 astronomové zjistili, že se okolí některých mladých, blízkých stálic, třeba Vegy ze souhvězdí Lyry, nacházejí nápadné prachové disky. Dnes už známe kolem stovky případů těchto zdrojů s tzv. přebytkem infračerveného záření, které lze připsat na vrub hustých oblaků prachu ohřátých centrální hvězdou. Podle našich představ se právě v takovém prostředí rodí nové planety. 
Zajímavé důkazy podporující tuto hypotézu přinesla v minulých letech Infračervená vesmírná observatoř ISO, která se podívala -- s rozlišením a citlivostí dosud nevídanou -- do okolí řady hvězd různého stáří. Ukázala tak, že prachový závoj obklopuje šedesát procent stálic mladších než 400 milionů roků, avšak jenom deset procent starších než jedna miliarda roků. "Podle našeho názoru je typická životnost takového útvaru 300 až 400 milionů roků," komentoval výsledek vedoucí pozorovacího týmu Harm J. Habing. 
Prachové částice se nemohou v okolí hvězdy pohybovat věčně. Rozmělňují se při vzájemných srážkách, ty malé pak podlehnou tlaku záření a odsunou se na okraj soustavy, zatímco ty větší se po spirále zřítí do výhně stelární matky. Materiál ve svém okolí vymetají i nové, velké planety. 
Pokud prachový disk i přesto vydrží, musí existovat mechanismus, který do něj neustále dodává nový materiál. "Tím mohou být vzájemné kolize velkých těles a také vypařování kometárních jader," dodal Harm Habing. "Ostatně máme přímé důkazy o existenci komet poblíž bety Pictoris a několika dalších." 
  
Konfrontace pozorovani a simulace prstenu bety Pictoris, Paul G. Kalas a kol.
Severovýchodní část disku kolem beta Pictoris zachycený kamerou Hubblova dalekohledu. Pokud od obrázku vlevo odečtete model ideálního rozložení jasu, objeví se vám prostřední záběr. Zhustek označený písmenem A je asi 800 astr. jednotek od Slunce, písmenem G 500 astronomických jednotek. Záběr vpravo vznikl pomocí dvoumetrového dalekohledu Havajské univerzity v infračerveném oboru R. Nejzřetelnější je objekt A. Patrné jsou i jiné útvary, některé reálné, jiné nikoli. Dole, za okrajem snímku se ukrývá samotná hvězda a jí obklopující mlhovina. Nejmenší detaily mají velikost asi 35 astronomických jednotek. Podle hypotézy, testované na počítačové simulaci (dole, pohled shora), kolem bety Pictoris prošla jiná hvězda, která narušila celkovou souměrnost disku a vytvořila tak sledované prsteny a další asymetrie. Oranžový disk modelu představuje 1 milion částic ve vzdálenosti 50 až 500 astr. jednotek od hypotetické hvězdy a jejich následné chování po blízkém průchodu další stálice (na prvním záběru) v prvních sto tisíci rocích. Při setkání se zhruba 10 procent prachu bety Pictoris nenávratně ztratilo v mezihvězdném prostoru.
  
K betě Pictoris se váže ještě jeden zajímavý objev: v její těsné blízkosti zřejmě před pouhou stovkou tisíc roků prošla jiná hvězda. Nenápadná stálice se ukrývá na jižní obloze, ve vzdálenosti 60 světelných let. Má stáří kolem 20 milionů let a obklopuje ji plochý prachový disk s poloměrem více než 1300 astronomických jednotek (tj. 195 miliard kilometrů). Pečlivé zpracování deset let starých záběrů Hubblova dalekohledu a současných portrétů z pozemských observatoří přitom ukázalo, že se v jeho nejhustší části ukrývají zvláštní zhustky. Protože se je podařilo ohalit jenom na jedné straně, vznikla hypotéza, že jde o protáhlé, excentrické prsteny látky, které vznikly po průchodu jiného velmi hmotného tělesa. Nejpravděpodobněji náhodně prolétající hvězdy. Počítačové simulace totiž ukázaly, že se podobná struktura v prachovém disku vytvoří zhruba sto tisíc roků po velmi těsném, téměř kolizním, setkání dvou stálic. 
Vraťme se ale zpět k méně výjimečným případům. Jak se bude vyvíjet prachový disk v případě, kdy se neobjeví zdroj čerstvého materiálu? Pak vznikne obdoba naší sluneční soustavy, ve které byla malá tělesa v podobě Kuiperova pásu vytlačena až na periferii. Ten byl v době zrodu našeho systému mnohem hustší a masivnější (s 30 až 50 hmotnostmi Země). Planety však většinu těles pásu, jenž začíná u Pluta, vytlačily dál, čímž ho stokrát až tisíckrát "zředily". Podle současných představ se tato "eroze" odehrála 400 až 800 milionů roků po vzniku Slunce. 
Na druhou stranu je nutné poznamenat, že starší hvězdy bez prachového disku nemusí nutně obklopovat velké planety. "Tohle je něco, co dnes rozhodně nemůžeme říci," dodal Harm Habing. "Ačkoli je pravděpodobné, že má Slunce podobnou historii jako jiné planetární systémy. Když vznikly planety, zmizel plynoprachový disk." 
 
Podle časopisu Sky and Tlescope, STSCI News amateriálů na Internetu
 
  
  
Jedna z ledovych krup, foto ReutersKouluje nás vesmír? 
  
V poslední době se v tisku, televizi i v rozhlasu občas mluví o ledových meteoritech. Pár kousků spadlo ve Španělsku, nejnovější zprávy pak přišly z Itálie. Několikakilogramové kusy ničí karoserie automobilů, trefují se do hlav náhodných kolemjdoucích a vyvolávají až nečekaně veliký strach. Pokusme se nyní setřít nános novinářské mlhy a podívejme se na sněhové koule z vesmíru bez růžových brýlí. 
K odborníkům se dostalo několik desítek vzorků posbíraných na mnoha místech. Drtivá většina z nich, devět z deseti, se brzo ukázala jako vtip. Ty zbývající mají jeden ze čtyř možných původů: 
  • meteorologický -- led je výsledkem atmosférických procesů,
  • letecký -- led vzniká na letedlech, buď přirozeně na trupu, nebo jde o zmrzlou vodu z klozetu,
  • kosmický -- skutečně se jedná o fragmenty větších těles,
  • žertovný -- jde o výtvor pozemšťanů.
Analýza těch nejpodezřelejších exemplářů, především pak zastoupení izotopů, ukazuje, že zcela nejpravděpodobnější je pozemský původ. Žádné z těles sluneční soustavy, včetně komet, totiž nemá podobné složení jako atmosférická voda. Podoba některých ledových kusů sice naznačuje, že padaly z velké výšky, nicméně z vesmíru přilétnout nemohly. Nejmenší rychlost těles, které naši planetu nepřetržitě bombardují, je 11,2 kilometru za sekundu (nejvyšší 73 km/s). Díky ní se ovšem povrch meteoritu při letu atmosférou zahřeje na teplotu několika set stupňů Celsia a vlivem mechanického namáhání se zpravidla i rozpadne. Pokud tedy na zemi nalezneme pětikilogramové těleso, pak před vstupem do vzdušného obalu Země muselo mít mnohonásobně větší hmotnost. A navíc, i kdyby jeho malá část průlet přežila, musel by se zřítit rychlostí kolem stovky metrů za sekundu. Což se ani v jednom případě rozhodně nestalo. 
Mohou tedy ledové kroupy vznikat ve stratosféře následkem dosud neznámých meteorologických jevů? Těžko najdeme odborníka, který by uvěřil a především zdůvodnil, jak by se v atmosféře tvořily tak veliké kusy ledu. A navíc, většina nálezů se omezuje jen na malá území... Pokud se jedná o přírodní proces, byť hodně vzácný, musí být podobné pády pozorované i jinde. Nejpravděpodobnějším vysvětlením tedy je, že velké kusy ledu dílem padají z letadel a dílem pocházejí z mrazniček žertovných domácností. 
 
Podle informací CCNet