31. číslo, čtvrtek 29. ledna 1998 11:15


 

 

Obsah zpráv:
Navštívila nás sonda NEAR
Málem jsme tu nebyli
Před čtyřiceti lety se Američané vydali do vesmíru
Srazíme se s galaxií v Andromedě?
 
Rubriky:
Názory: ASTRO 2001 – druhé dějství
Pozorování: 6. týden na obloze (2. – 8. února 1998)
Čtivo: Zdeněk Mikulášek, Jak to, že reliktní záření o teplotě pouhých tří kelvinů svědčí o horkém počátku vesmíru?

Zvláštní příloha:
Žeň objevů 1995 a 1996 (J. Grygar)
Dobrý den, sousede (J. Dušek, M. Eliáš, P. Gabzdyl)
Skleněné oči světa (R. Novák)
Vítejte na Marsu (M. Grün, P. Jakeš, Z. Pokorný)
Co oči nevidí (J. Grygar, M. Grün)
Zprávy z kosmonautiky (M. Grün)
Fyzika hvězd (Z. Mikulášek)
 
 
 

 
Navštívila nás sonda NEAR
 
V pátek proletěla těsně kolem Země americká sonda NEAR. S použitím gravitačního pole naší planety tak byla definitivně navedena k planetce číslo 433 Eros. S ní se setká v průběhu příštího roku.
The Near Earth Asteroid Rendezvous spacecraft putoval nad Sibiří, přes Asii, Blízký východ, Afriku a Antarktidu. Nejblíže, 540 kilometrů, se ocitl nad jihozápadní částí Iránu 23. ledna v 11.23 místního času. Sonda samotná není nijak veliká, váží 850 kilogramů a její základna má plochu necelé dva metry čtvereční. Nicméně i tak odráží světlo Slunce. A jelikož se minulý pátek přiblížila skutečně hodně blízko, bylo možné spatřit i bez dalekohledu, jak její sluneční panely na Zemi vrhají "prasátka". Původní předpovědi, že záblesky budou stejně jasné jako třeba Capella ze souhvězdí Vozky, se ovšem ukázaly příliš optimistické.
První pozorování sondy přišlo již 21. ledna v 19:28 našeho času, kdy ji jako objekt 19. velikosti nalezl Alain Murray 0,9m dalekohledem na francouzské Observatoire de la Cote d'Azur at Caussols. Byla téměř milion kilometrů daleko a o dvě magnitudy slabší než předpověď. O tři a půl hodiny později NEAR zachytil i dalekohled programu Spacewatch. Ve 23 hodin našeho času se sonda nacházela 550 tisíc kilometrů daleko a její jasnost byla odhadnuta na 18 magnitud. Tak jak se přibližovala k Zemi se i nadále zjasňovala. Bohužel v Evropě i v Asii ji nebylo možné na světlé denní obloze spatřit. Severní a Jižní Amerika však byla ve tmě. A skutečně, právě odtud -- z jižní Kalifornie, Arizony a Hawajských ostrovů -- přišlo množství pozorování sondy. Většina svědků popisovala záblesky s rychlou změnou jasnosti, jež byly v maximu srovnatelné s hvězdami druhé až třetí velikosti.
Rendezvous bylo použito k otestování a okalibrování většiny vědeckých zařízení, které budou již brzo zkoumat planetku Eros. Nejzajímavější se bezesporu staly snímky Asie, Afriky a Antarktidy. Přiložená čtveřice byla pořízena vždy s odstupen osmdesáti minut ze vzdáleností 150 až 260 tisíc kilometrů. Jedná se o oblast kolem jižního pólu. Zřetelně je vidět rotace naší planety ve směru hodinových ručiček. Nejmenší detaily mají asi třináct kilometrů. Snímky jsou ve falešných barvách, sestaveny byly na základě expozic přes modrý, zelený a infračervený filtr. Barevné rozdíly odpovídají různým typům povrchu. Červené oblasti na pravém okraji dvou spodních obrázků vyznačují vegetaci Jižní Ameriky zatímco hnědé pouště. Sníh, led a mraky mají různé odstíny šedé a bleděmodré a souvisí s velikostí vodních kapiček, příp. typu ledového příkrovu.
Devatenáct hodin po svém nejtěsnějším přiblížení pořídila NEAR i zajímavý společný snímek Země a Měsíce. Obě tělesa se tehdy nacházela asi čtyřistatisíc kilometrů daleko. Poměr jejich velikostí je tudíž nezkreslený perspektivou. Na naší planetu i průvodce se díváme z jihu. (Všechny snímky NASA)
 

– jd –

 
obsah
 
 
 
 

 
Málem jsme tu nebyli
 
Celý prostor vesmíru je prostoupen mikrovlnným zářením (tzv. reliktním), jež tu zbylo z období raného horkého vesmíru. Jeho původní teplota okolo 4000 stupňů Celsia se vlivem rozpínání vesmíru snížila na dnešních 2,736 kelvinů, tři stupně nad absolutní nulou (-270,5 stupňů Celsia). Jak ukázala měření sondy COBE (Cosmic Background Explorer) v uplynulých letech, jeho teplota mírně kolísá -- na úrovni 0,00001, tj. o jednu stotisícinu stupně (viz obrázek). Toto zvlnění naznačuje existenci struktur, jakých si mírně hustších chuchvalců hmoty, ze kterých se později vyvinuly hvězdy, hvězdokupy a galaxie. Pochází z doby, kdy byl vesmír starý jen 300 tisíc let. Kosmická vlákna a různé podlouhlá oblaka zárodečné hmoty jsou pořádně veliká. Nejkratší měří pět set milionů let, nejdelší se táhnou přes dvě třetiny pozorovanáho vesmíru.
Max Tegmark (Institute for Advanced Study) a Martin J. Rees (University of Cambridge) v minulých dnech zveřejnili studii, co by se s vesmírem dělo, kdyby tyto zárodečné struktury byly složeny buď z větších chuchvalců hmoty, nebo naopak z menších. Počítačové simulace jasně ukázaly, že kdyby byly variace reliktního záření jen desetkrát větší, resp. desetkrát menší, žádný život by na Zemi pravděpodobně neexistoval.
 
NASA/COBE Science Working Group
 
Vesmír, ve kterém by zárodečné zhustky hmoty byly desetkrát větší, by totiž časem zaplnily velké, supermasivní galaxie. V nich by pak častá setkání jednotlivých hvězd (těsné průlety, příp. i srážky) neumožnila dlouhodobou existenci stabilní planety. Ještě větší chuchvalce by daly za vznik pouze supermasivním černým dírám.Naopak na druhé straně, kdyby vesmír vyplňovaly jen drobné zhustky "zárodečné polévky", hvězdy by vznikaly jen obtížně a pomalu. A těch několik stálic by vytvořilo jen málo těžších prvků, jako uhlík či železo, ze kterých by stěží vznikly nové hvězdy a planety typu Země. Právě tyto prvky jsou přitom nezbytné pro existenci života jaký dnes známe.Výsledky, že původní mírná nehomogennost vesmíru je na hraně výhodnosti pro nás, byly publikovány v časopise Astrophysical Journal.
 
– jd –
K obrázku: Chuchvalce v "zárodečné polévce". Tuto mapu rozložení reliktního záření pořídila v roce 1992 sonda COBE. Variace teploty jsou vyznačeny různými barvami a jsou na úrovni +/- 150 mikrokelvinů. Průměrná teplota zbytkového záření je přitom 2,736 K.
 
obsah
 
 
 
 

 
Start Exploreru 1 (foto NASA)Před čtyřiceti lety se Američané vydali do vesmíru
 
V sobotu 31. ledna uplyne již čtyřicet let od úspěšného startu sondy Explorer 1, první americké umělé družice Země. Podobně jako v případě ruského Sputniku 1 se jednalo o "dítě" studené války. Pouze devítikilogramovou sondu na oběžnou dráhu vynesla 31. ledna 1958 vojenská raketa Redstone. Její součástí byl detektor kosmického záření, jenž zkonstruoval Dr. James Van Allen z University of Iowa, teploměr a detektor mikrometeoritů. Detetor kosmického záření také přinesl první významný objev kosmického výzkumu: Van Allenových radiačních pásů.  Explorer 1 pracoval celkem tři měsíce, v atmosféře zanikl až roku 1970. Zásadním způsobem se na projektu podílel i původem Němec Dr. Wernher von Braun, jenž imigroval do Spojených států po skončení druhé světové války. Zatímco raketový konstruktér je již mnoho let po smrti, Van Allen je dosud činný ve výzkumu sluneční soustavy.
 
– jd –
obsah
 
 
 
 

 
Anteny (Foto NASA, STSCI)Srazíme se s galaxií v Andromedě?
 
V souvislosti s uveřejněním snímků z Hubblova kosmického dalekohledu ukazujících srážející se galaxie "Tykadla" se objevili úvahy o srážce naší Galaxie s velkou galaxií v Andromedě (viz. Instantní astronomické noviny č.5. 23.10.1997, nebo NASA News PR 97-34).  Píší o tom odborníci z NASA, tedy je to jistě pravda. A tak se v některých popularizačních přednáškách pro veřejnost začíná líčit srážka s galaxií M 31 jako naše jasná budoucnost a astronomové, kteří o tom pochybují, jsou téměř považováni za nevzdělance, kteří nesledují internet.Srazíme se však skutečně s galaxií v Andromedě? Galaxie M 31 se k nám přibližuje rychlostí asi 100 km/s. Jestliže její pohyb míří přesně k nám, vycházela by při zanedbání gravitačního působení srážka asi za 9 miliard let. Opravíme-li však radiální rychlost ještě o pohyb Slunce v naší Galaxii, dostaneme rychlost přibližování pouze 10 km/s (viz. např. Observer's Handbook 1995, The Royal Astronomical Society of Kanada) a k srážce by tedy mělo dojít až za 90 miliard let, což je čas podstatně větší než současné stáří vesmíru. Toto však stále vychází z předpokladu, že se M 31 pohybuje přesně k nám. Změřit můžeme pouze radiální rychlost, tečnou složku rychlosti neznáme.Vzpomeneme-li si, jak vypadá M 31 při pohledu pouhým okem a představíme-li si něco hozeného jen přibližně tímto směrem, je nám jasné, že pravděpodobnost zásahu do toho mlhavého obláčku nebude asi velká. (Návrh na hru na nějakém letním astronomickém táboře: Trefovat se míčkem do asi 10 cm velké fotografie M 31 ze vzdálenosti asi 3 metry. Nejlépe se zavázanýma očima, aby se nemohlo mířit, protože galaxiemi do sebe také nikdo nemířil.)Neznáme tedy tečnou složku rychlosti. Mohli bychom ji změřit? Předpokládejme, že by tato složka rychlosti byla stejně veliká jako radiální, tedy těch 10 km/s. V tomto případě k žádné srážce nedojde, pouze se galaxie za desítky miliard let přibíží asi na poloviční vzdálenost než dnes a zase se začnou vzdalovat. Uvážíme-li vzdálenost M 31 asi 3 milióny světelných let, tedy 2,8.1019 km, vyjde nám posun 0,002" za tisíciletí, neboli 0,000 002" za rok. Na to však dnešní technika zdaleka nestačí a asi ještě hodně dlouho stačit nebude.
 
Kresba J. Bubenicek
 
Dobře, řeknou někteří, tak tedy místo "jistě se srazíme" budeme říkat raději "pravděpodobně se srazíme". Zkusme tedy tu pravděpodobnost odhadnout. M 31 zaujímá na obloze plošku asi 1 čtvereční stupeň, což je 0,0003 steradiánu. Známe-li jen radiální rychlost, může pohyb mířit do poloviny celé sféry, tedy do úhlu 2 pí steradiánu. Abychom vyloučili extrémně velké hodnoty tangenciální rychlosti, vezmeme jen pí steradiánů. Pravděpodobnost srážky pak vychází 1:10 000. Nevím, jestli o něčem, co nastane s pravděpodobností 1:10 000, je vhodné říkat, že je to pravděpodobné. Pak bychom mohli klidně říkat, že když si jednou vsadíme sportku, pravděpodobně vyhrajeme 100 000 Kč.Samozřejmě pro přesnější výpočty by bylo třeba uvážit i vzájemné gravitační působení galaxií, výsledek se však asi nebude o mnoho lišit od uvedeného odhadu. Gravitace asi jen trochu zakřiví dráhu galaxie (jak je znázorněno na doprovodném obrázku). Není asi tak významná, aby se galaxie začaly řítit k sobě. Žijeme přece v rozpínajícím se vesmíru. Před 10 miliardami let byly srážky galaxií pravděpodobnější, za desítky miliard let (kdy by k setkání s M 31 mohlo dojít) budou mnohem méně pravděpodobné. Přesnější výpočty se započtením gravitačního působení galaxií a rozpínání vesmíru přenechávám větším odborníkům, než jsem já. Zdá se tedy být jasné, že se s galaxií v Andromedě s velkou pravděpodobností vůbec nestřetneme. Jedině snad, jestli jsme v uzavřeném vesmíru, to se pak jednou srazí všechny galaxie.
 
Jirka Bubeníček
obsah 
Instantní astronomické noviny vycházejí, pokud nám to naše linka dovolí, každé pondělí a čtvrtek do 18. hodiny. V případě nutnosti i častěji. Archivujeme vždy posledních deset čísel. Redakce: Jiří Dušek (jd, dj), Rudolf Novák (rkn), Zdeněk Pokorný (zp), Jiří Grygar (jg), Marcel Grün (mg), Tomáš Gráf (tg) a Pavel Gabzdyl (pg). Vzkaz redakci můžete zaslat na tuto adresu ibt@sci.muni.cz