Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Rentgenové okno vesmíru dokořán

Slavná éra udělování Nobelových cen za závažné přírodovědecké objevy započala ve Stockholmu roku 1901, kdy vůbec první cenu za fyziku obdržel německý badatel Wilhelm Conrad Röntgen za objev paprsků X, jenž učinil koncem roku 1895 ve své fyzikální laboratoři na Univerzitě ve Würzburku.

Ilustrační foto...Jak známo, dnes se paprsky nazývají na jeho počest rentgenovým zářením, neboť se ukázalo, že jde ve skutečnosti o velmi energetické elektromagnetické záření s vlnovými délkami alespoň tisíckrát kratšími než viditelné světlo. To ovšem znamená, že fotony rentgenového záření nesou nejméně tisíckrát vyšší energie než fotony červeného světla.Od chvíle, kdy Röntgen zveřejnil svůj objev (a úmyslně ho nedal patentovat, aby vynález mohl sloužit celému lidstvu), pochopili především lékaři význam rentgenového záření pro diagnostiku a později i pro terapii, ale stejně tak se rentgenová diagnostika uplatnila v technických oborech, při studiu struktury látek v chemii i biochemii, v krystalografii atd. Svědčí o tom i další Nobelovy ceny za výzkum rentgenového záření, udělené německému fyzikovi Maxi von Laueovi v roce 1914 za předpověď difrakce rentgenového záření, otci a synovi W. Henrymu a W. Lawrenci Braggovým v roce 1915 za její experimentální potvrzení na krystalech a Charlesi Barklovi v roce 1917 za studium rozptylu tohoto záření. Konečně roku 1924 obdržel Karl Siegbahn Nobelovu cenu za rozvoj rentgenové spektroskopie.

Trvalo to však celé půlstoletí, než rentgenovému záření přišli na chuť i astronomové. Příčina byla ovšem jednoduchá. Chceme-li zjistit, zda nebeská tělesa či mezihvězdné prostředí vysílají rentgenové záření, musíme dopravit čidla a dalekohledy vysoko nad hranice zemské atmosféry. Dnes už víme, že zejména měkké rentgenové záření je pohlcováno atomy a molekulami ovzduší již ve výškách 80 kilometrů nad zemí, a tam nedoletí ani letadlo ani stratosférický balón.

Prvním vhodným nosičem pro astronomické rentgenové přístroje se proto staly až ukořistěné německé balistické rakety V-2, jichž roku 1949 použil americký fyzik Herbert Friedman (1916-2000) se svým týmem k sondážním několikaminutovým letům nad hranici atmosféry a pomocí jednoduchého Geigerova-Müllerova čítače na jejich palubě tak odhalili, že zdrojem rentgenového záření je naše Slunce. Čítače ovšem neuměly Slunce ani nahrubo zobrazit, takže k přesnějšímu určení polohy rentgenových zdrojů na slunečním kotouči se daly využít jen krátké okamžiky slunečních zatmění. Pokud jde o ostatní oblohu, vypadalo to zcela beznadějně, pokud bychom logicky předpokládali, že i ostatní hvězdy na nebi mají podobný rentgenový zářivý výkon jako Slunce. První detektory byly rentgenově téměř slepé, a slabší než sluneční záření nedokázaly zachytit vůbec.

Tehdy však přichází na proslulý MIT v americké Cambridži italský fyzik Bruno Rossi (1915-1993), jenž se během druhé světové války podílel na projektu Manhattan, a po návratu do civilu se zde začíná věnovat výzkumu kosmického záření a od roku 1958 formuje americký vědecký program kosmického výzkumu. V roce 1959 se do projektu zapojuje další Ital, který roku 1954 vystudoval fyziku na milánské univerzitě, Riccardo Giacconi (*1931), jenž dostává na starost výzkum v oboru rentgenového záření.

Rossi a Giacconi již roku 1960 navrhli skutečný rentgenový teleskop, který využívá tečných odrazů (klouzání) rentgenových paprsků na vyleštěných kovových plochách k zobrazování a mezitím pokračovali v přípravě raketových výstupů s jednoduchými čítači. Po dvou marných pokusech startuje 18. června 1962 raketa s půvabným názvem Aerobee, která má při svislém výstupu změřit případné rentgenové záření z povrchu Měsíce. To se nedaří, jelikož se raketa kolébá, ale díky tomu kolébání objevuje během 350 sekund pobytu nad zemskou atmosférou první mimosluneční rentgenový zdroj, jenže nikdo neví, kde se na obloze nalézá. Chyba v určení polohy totiž dosahuje +/-10 obloukových stupňů, tj. 20 úhlových průměrů kotoučku Měsíce.

Až o pět roků později se podaří určit polohu tohoto jedinečně jasného zdroje v souhvězdí Štíra, takže dostává označení Sco X-1. V tom směru slabě září hvězda, jejíž jasnost pravidelně kolísá během 19 hodin. Odtud a z dalších pozorování astronomové zjistili, že jde ve skutečnosti o dvě hvězdy, obíhající kolem společného těžiště ve vzdálenosti 9 tisíc světelných let od Země. Pokud je tak vzdálený objekt rentgenově druhý nejjasnější po Slunci, znamená to, že dvojhvězda vysílá možná milionkrát více rentgenového záření než Slunce, a že to tedy vůbec není obyčejná dvojhvězda. Teplota zářícího plynu musí pak totiž být alespoň 10 milionů kelvinů, zhruba 1700krát vyšší než teplota na povrchu Slunce!

Tyto údaje přesvědčily astronomy, že rentgenová astronomie má skvělou budoucnost a Giacconi proto navrhl první rentgenovou umělou družici Země, která byla vypuštěna z plovoucí raketové základny u břehů Keni v říjnu 1970. Družice dostala název Uhuru ("svoboda" ve svahilštině) a jelikož pracovala nad hranicemi zemské atmosféry plné dva roky, mohla postupně zmapovat celou rentgenovou oblohu. Družice odhalila téměř 340 jednotlivých rentgenových zdrojů, jejichž polohy přibližně určila, a tak se je v desítkách případů podařilo i opticky či radiově ztotožnit se známými astronomickými objekty. Ve všech případech se ukázalo, že jde o objekty více než pozoruhodné, s naprosto nečekanými fyzikálními vlastnostmi.

Do kosmického prostoru byly proto vypouštěny čím dál dokonalejší rentgenové družice a R. Giacconi se zasloužil právě o ty nejvýznamnější: družici Einstein z roku 1978, která docílila úhlového rozlišení 2 obloukové vteřiny, což umožnilo rozpoznat tisíce rentgenových zdrojů v blízkém i dalekém vesmíru, a dosud funkční družici Chandra v ceně 2 miliard dolarů, vypuštěnou v červenci 1999, která představuje vrchol současné kosmické techniky v tomto oboru, a která přináší nové objevy doslova na běžícím pásu. Dnes už se počet objevených rentgenových zdrojů na nebi blíží milionu.

Ilustrační foto...Díky kolektivnímu úsilí armády techniků, fyziků i astronomů mnoha vyspělých států světa se podařilo za 40 let rentgenové éry mimosluneční astronomie odhalit ve vesmíru především zhroucené neutronové hvězdy, kde hmotnost 1,4 Slunce je napěchována do koule o poloměru 10 km(!), a tato suprahustá hvězda rotuje kolem své osy až stovkami otáček za sekundu, aniž by ji roztrhala odstředivá síla. Dále jsme tak získali přesvědčivé důkazy, že některé rentgenové dvojhvězdy obsahují hvězdné černé díry s hmotností alespoň trojnásobku, leč i desetinásobku hmotnosti Slunce při poloměrech od 9 do 30 km, které svou mocnou gravitací do sebe doslova vsávají plyn a prach z okolí, a ten přitom mocně rentgenově září (to je patrně případ i onoho prototypu Sco X-1). Stejnou cestou jsme se však dozvěděli i o supermasivní černé díře v jádře naší Galaxie. Tento objekt-kanibal má dle nejnovějších měření hmotnost 2,5milionkrát vyšší než Slunce a svou gravitací do sebe vtahuje celé hvězdy ze svého okolí, které ovšem nejdříve ohřeje a roztrhá slapovými působením na menší sousta -- asi aby mu přitom nezaskočilo. Ve vzdáleném vesmíru však byly nalezeny ještě stokrát až tisíckrát mocnější černé díry v jádrech obřích galaxií nebo kvasarů.

Rentgenová astronomie se zkrátka stala ukazovátkem, upozorňujícím pozemské astronomy i fyziky na nejgrandióznější fyzikální děje ve vesmíru a tak nejnověji udělená polovina Nobelovy cena za fyziku je v případě Riccarda Giaconniho zajisté ve správných rukou, neboť se rozhodující měrou zasloužil o vývoj přístrojů, které otevřely rentgenové okno do vesmíru, ale zároveň stihl učinit pomocí těchto speciálních zařízení klíčové objevy v novém oboru astronomie.

A jen tak mimochodem: Prof. Giacconi se stal prvním ředitelem Ústavu pro (Hubblův) kosmický teleskop (1981-1993) a hned poté převzal vedení Evropské jižní observatoře v Chile, kde působil do roku 1999 a vedl tak budování komplexu největšího optického dalekohledu na světě (VLT, Mt. Paranal). V současné době je prezidentem americké Univerzitní asociace, která pro změnu spravuje největší radioteleskopy na světě. Není divu, že ve své oslnivé kariéře konstruktéra, astrofyzika a vědeckého manažera posbíral snad všechny prestižní vědecké ceny v astronomii i ve fyzice. Je po něm také pojmenována planetka číslo 3371.

Jiří Grygar

| Zdroj: Vyšlo v Hospodářských novinách. Uveřejněno s laskavým svolením autora. IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Pioneer 10: The Neverending Story -- průběh letu
Ilustrační foto...
Astronauti vystoupili do kosmu
Ilustrační foto...
Jak se přišlo na přenos hmoty ve dvojhvězdách
Ilustrační foto...
Obloha v říjnu
Ilustrační foto...
Jarní seminář APO v Ostravě
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691