Nové objevy v astronomii

Pavel Koten

Přednáška na Avalconu 28. června 1997

Voda na Měsíci

Koncem minulého roku byl oznámen objev velkého jezera zamrzlé vody na Měsíci. Nachází se v oblasti jižního pólu na dně dvojitého kráteru South-Pole/Aitken. Kráter má průměr 2500 km a je hluboký 8 km. Podle zpráv z druhé ruky by velikost plochy, kterou zamrzlá voda vyplňuje, měla být srovnatelná s vodní plochou jezera Balaton. Vědci odhadují množství vody takové, že by mělo pokrýt potřeby kolonizace na dobu alespoň 500 let. Samotný objev má na svědomí sonda Clementine [http://www.nrl.navy.mil/clementine/clementine.html], která byla vyvinuta a řízena Ministerstvem obranyUSA. Po skončení studené války a zrušení programu SDI, se zájemPentagonu v okolí naší planety začal soustředit na blízkozemníplanetky. Důvodem je možnost poměrně levného testování novýchelektronických systémů pro vyhledávání pohybujících se cílů.Kromě toho je zde nezanedbatelný vědecký přínos a i zlepšeníimage Pentagonu. Tento program byl zahájen právě sondou Clementine, která byla vypuštěna 25. 1.1994. V období od 21. 2. do 3. 5. 1994 se nacházela na oběžnédráze Měsíce a mapovala velmi podrobně jeho povrch. Celkem pořídila 1.6 miliónů snímků našeho nejbližšího souseda. Poté sesonda vydala na cestu k planetce 1620 Geographos, ale vinousoftwarové chyby byla ztracena. Přesto je její mise považovánaza úspěšnou.

Vědci se domnívají, že voda byla přinesena na Měsíc kometami. Podle některých studií tvoří voda až 90% hmoty komet. Existuje hypotéza, podle které na jižní polární oblast Měsíce dopadly dvě komety (nebo jedna rozštěpená jako tomu bylo v případě komety SL-9 na Jupiter) o průměru zhruba 10 km, čímž vznikl tento dvojitý kráter. Důvodem, proč se voda na Měsíci udržela a nebyla slunečním světlem rozložena na molekuly vodíku a kyslíku, které by se rozptýlily do okolního prostoru, je skutečnost, že jižní pól leží v oblasti věčného stínu a navíc vysoké valy kráteru chrání jezero i před zbloudilými fotony. Kromě toho teplota na dně tohoto kráteru dosahuje až -200 oC. Z těchto důvodů se předpokládá, že další možná jezera zamrzlé vody se mohou nacházet pouze v tomto obrovském kráteru.

Gamma záblesky

V posledních několika měsících došlo k výraznému pokroku ve výzkumu jedné z největších záhad současné astrofyziky - tzv. gamma-záblesků. Jedná se o vysoce energetické záblesky v gamma spektru, trvající se zlomky sekundy až stovky sekund, přičemž je uvolněna energie, kterou Slunce vyzáří za 10 miliard let (tedy za celou dobu své existence). První tyto záblesky byly objeveny v 60-tých letech a do dnešní doby jich bylo detekováno již téměř 2000. Hlavní zásluhu na tomto čísle má přístroj BATSE (Burst nad Transient Source Experiment) [http://www.batse.msfc.nasa.gov] , umístěný na družici Compton GRO. Původně se předpokládaly tři možné oblasti výskytu zdrojů těchto jevů - Sluneční soustava, naše Galaxie a extragalaktické objekty. Právě přístroj BATSE přispěl k tomu, že se nyní uvažuje již jenom o extragalaktických zdrojích. Podíváme-li se na mapu rozložení těchto záblesků na obloze, vidíme, že toto rozložení je izotropní, což vylučuje výskyt ve Sluneční soustavě. Galaktické zdroje vyloučíme pohledem na rozložení jasností záblesků, protože i toto je izotropní. Kdyby to bylo uvnitř galaxie, tak v oblasti galaktického rovníku, kde je největší mezihvězdná absorpce by byly pouze slabé záblesky.

Dalším krokem ke zlepšení situace bylo vypuštění italsko-holandské družice Beppo-SAX [http://www.sdc.asi.it], jejíž širokoúhlý detektor se zorným polem 40ox40o dokáže detekovat výskyt gamma záblesku s přesností 6 úhlových minut. To je již dostatečné k tomu, aby se na toho místo mohly zaměřit pozemské teleskopy. Poprvé se tak stalo u záblesku z 28. 2. 1997, kdy se na danou oblast zaměřil pouhých 21 hodin po oznámení družicí 4.2 m William Herschel Telescope na La Palma na Kanárských ostrovech. Srovnáním se snímkem pořízeným po sedmi dnech se zjistilo, že v daném místě se nachází objekt, který zeslábl během doby odělující obě expozice. To potvrdily i další pozemské teleskopy. Objekt byl identiikován jako vzdálená galaxie, čímž se potvrdila hypotéza o extragalaktických zdrojích. Kromě zmíněných přístrojů do tohoto výzkumu výrazně zasáhl i Hubble Space Telescope (HST) [http://oposite.stsci.edu], který pozoroval gamma-box ve dnech 26.3. a 7.4.,přičemž také zjistil zeslabení objektu, ale už ne samotné galaxie, což ukazuje na velmi vzdálenou galaxii. Navíc jeho vynikající rozlišovací schopnost umožnila překvapivé zjištění - oblast výbuchu leží mimo centrum galaxie. To znamená, že zdroji těchto záblesků nejsou supermasívní černé díry nacházející se v jádrech galaxie, jak se dosud odhadovalo. Jako jiné možné vysvětlení se nabízí kolize neutronové hvězdy s jinou neutronovou hvězdou nebo s černou dírou. tato varianta je podepřena faktem, že v discích galaxií dochází k tvorbě hvězd a existují zde neutronové hvězdy jako pozůstatky výbuchů supernov. Na snímku z HST, který je ve falešných barvách, je oblast gamma záblesku označena šipkou. Samotná mateřská galaxie je objekt přibližně tvaru písmene "E". Mezitím Keckův dalekohled [http://astro.caltech.edu/observatories/keck] na Mauna Kea na Havajských ostrovech pozoroval další záblesk (GRB 970508) a pořídil jeho spektrum, ze kterého plyne vzdálenost zdroje několik miliard světelných let. HST zde ovšem nenalezl žádný objekt, který by mohl být zdrojem.

Nabízejí se dvě různé možnosti:
1. jedná se o velmi vzdálenou galaxii, kterou není schopen zachytit ani HST
2. několik úhlových vteřin od polohy zdroje je na snímku několik slabých galaxií - kdyby se děj odehrával v některé z nich, muselo by to být ve velmi vzdálených oblastech galaktického hala.

Mikroorganismy v meteoritech z Marsu?

Vědecký tým z Johnson Space Center [http://www.jsc.nasa.gov] a Stanford University je přesvědčen, že při rozboru meteoritu z Marsu nalezl mikroskopické zkameněliny primitivních baktérií, což by znamenalo existenci alespoň primitivního života na Marsu před 3.5 miliardami let. Vědci zkoumali 1.9 kg vážící kámen, který nese označení ALH 84001 [http://www-curator.jsc.nasa.gov/curator/antmet/marsmets/alh84001/sample.htm]. Před 15 milióny let dopadla na povrch Marsu kometa nebo asteroid a vymrštila do okolního prostoru milióny tun horniny. Část tohoto materiálu unikla gravitačnímu působení Marsu a již zmíněný kámen dopadl před 13 000 lety na povrch Antarktidy. Kromě tohoto meteoritu existuje v pozemských sbírkách ještě dalších 11 marsovských meteoritů. To, že pocházejí z Marsu je zřejmé z jejich složení, které je totožné s údaji o složení povrchu Marsu, které zjistily před 20-ti lety americké sondy Viking. Nejdříve se vědcům podařilo v ALH 84001 objevit organické molekuly, tzv. polycyklické aromatické hydrokarbonáty, později minerály, které se vyskytují v blízkosti mikroorganismů a nakonec i mikroskopické fosílie. Největší z nich jsou ovšem velké jako setina tlouštky lidského vlasu, většina jich je ještě 10x menší. Tým používal k analýze elektronový mikroskop se scanerem a laserový hmotnostní spektrometr s doposud nevídaným rozlišením. Možnost, že by se meteorit mohl infikovat pozemskými baktériemi během doby, kdy ležel v Antarktidě je vyloučena, protože stáří fosílií bylo určeno na 3.6 miliardy let a navíc při prověrce jiných meteoritů nalezených v Antarktidě nebyly mikrofosílie nalezeny.

O dva měsíce později oznámili britští vědci, že také nalezli organické fosílie ve dvou meteoritech z Marsu. Jedním z nich je již zmínění ALH 84001 a druhým je meteorit EETA79001. Šokující je také to, že stáří druhého meteoritu je "pouhých" 180 miliónů let, což je z hlediska Sluneční soustavy velmi krátká doba. Z Marsu byl vymrštěn při mohutném impaktu před 600 000 lety a nalezen v Antarktidě byl v roce 1979. Jeho stáří by znamenalo, že případný život na Marsu by vydržel mnohem déle než bychom předpokládali. Meteorit EETA 79001 je 7.9 kg vážící kámen, který patří do skupiny tzv. Shergottitů.

Mezitím ovšem tým z Ohio State University dospěl k závěru, že mikrofosílie nalezené v ALH 84001 nejsou biologického původu, ale že vznikly při geologických procesech v horninách při teplotách kolem 800 oC, což by živé organismy nepřežili. Tito vědci tvrdí, že při výzkumu stejných částí meteoritu nalezli pouze "chlupatá" zrna magnetitu, což je oxid železa, který se na Zemi vyskytuje pouze v okolí sopečních kráterů.

Kometky bombardují Zemi?

Nedávno se objevila v tisku zpráva o tom, že Země je denně bombardována tisíci malých komet. Tato zpráva mě zarazila a proto jsem začal pátrat po podrobnějších informacích. Vše začalo v roce 1981, kdy byla vypuštěna družice Polar na polární silně eliptickou dráhu s cílem výzkum polárních září. Při podrobné analýze snímků pořízených UV kamerou na vlnové délce atomárního kyslíku se zjistilo, že se na snímcích vyskytují tmavé skvrny. Po důkladném přezkoumání všech přístojů a přenosu dat došli autoři projektu k závěru, že se jedná o reálné jevy. Postupně byly jako možný původce vyloučeny meteoroidy, jednotlivé atomy i cosi, co by mohlo vylétat ze zemské atmosféry. Jako jediná možnost se jevila molekula vody, resp. vodní páry. Celkový přítok byl stanoven na 10 miliónů sněhových koulí o velikosti domu ročně. Ovšem většina vědců je k tomuto vysvětlení skeptická hned z několika důvodů:

Takže otázka o co se vlastně jedná zůstává neobjasněna.

Objevena dvě zajímavá tělesa Sluneční soustavy

V předchozím odstavci jsem se zmínil o přístrojích na vyhledávání blízkozemních objektů. Nejvýkonnějším z nich je system NEAT [http://huey.jpl.nasa.gov/~spravdo/neat.html] (Near Earth Asteroid Tracking). Jedná se o citlivou CCD kameru umístěnou na 1-m teleskopu na Mt. Hakeakala na Havaji. Tento plně automatický systém byl uveden do provozu na konci roku 1995 a od té doby pozoroval zhruba 9000 objektů, z čehož jich asi 50% sám objevil a více než 800 jich bylo nově pojmenováno. Na počátku letošního roku objevil tento přístroj dva zajímavé objekty. Prvním z nich byl asteroid označený 1997 AC11, který patří do skupiny zvané Athen, což jsou tělesa pohybující se v těsné blízkosti zemské dráhy. Celkově se jednalo o 29. člena této skupiny, přičemž první z nich byl objeven před 21 lety. Jedná se o těleso o průměru zhruba 200 metrů, které obíhá Slunce s periodou 8.5 měsíce. Druhým zajímavým tělesem byla kometa označená 1997 A1. Ta je význačná tím, že se pohybuje po parabolické dráze, tedy v blízkosti Slunce se vyskytuje zřejmě poprvé a naposledy. Pravděpodobně k nám přišla přímo z Oortova mračna, což je hypotetická zásobárna komet na periferii Sluneční soustavy. Kometa 1997 A1 prošla přísluním 6. února ve vzdálenosti 475 miliónů km od Slunce. Byla v té době zhruba 100 miliónkrát slabší než kometa Halle-Bopp v maximu své jasnosti.

Kometa Halle-Bopp

Zřejmě zde není člověk, který by neslyšel něco o kometěHalle-Bopp [http://www.jpl.nasa.gov/comet] (popř. ji neviděl osobně). Ovšem do tohoto přehledu patří a proto se o ní zmíním, i když jen velmi stručně. Kometa byla objevena v noci z 22. na 23. července 1995 americkými astronomy Alanem Hallem a Thomasem Boppem ve vzdálenosti více než 5 AU od Slunce, což bylo ve velkém kontrastu s její jasností 11 mag. To samo už naznačovalo, že by mohlo jít o mimořádný objekt. Jak se kometa blížila ke Slunci a postupně se zjasňovala, bylo zřejmé, že uvidíme velmi jasnou kometu, která by mohla být nazvána "kometou století". Ale jak říká Morrisův zákon o předvídání jasností komet: "Komety nás vždycky zklamou. Je jen otázka, jak moc", tak stále nic nebylo jisté. Ovšem tato kometa se zachovala podle 1. dodatku tohoto zákova: "Kometa Halle-Bopp nás zřejmě zklamat nechce" a opravdu si titul zasloužila. Nejblíže Zemi prošla 21. března ve vzdálenosti 200 miliónů km a přísluním 31. března ve vzdálenosti 140 miliónů km od Slunce. Její maximální jasnost činila kolem 0. magnitudy, co bylo zhruba o 1 magnitudu slabší, než udávala předpověď, přesto byla v tomto století nejjasnější.
Několik snímků komety: snímek1, snímek2, snímek3
Další snímek pořídil HST. Jedná se o sekvenci snímků pořízených od září 1995 a je na nich zřetelný vývoj komety se zmenšující se vzdáleností od Slunce. Na prvním snímku je vidět silný prachový výtrysk z jádra ještě ve vzdálenosti za Jupiterem. Na snímcích z podzimu 1996 je viditelný vývoj výtrysků hmoty z jádra komety spojený s její rostoucí aktivitou. I podle těchto snímků vychází velikost jádra komety kolem 40 km, což je opravdový kometární obr. V dalším období nemohl HST kometu sledovat z důvodu její malé úhlové vzdálenosti od Slunce, protože by mohlo dojít k poškození jeho citlivých detektorů.

Blízký průlet sondy kolem asteroidu

Poslední novinku jsem zařadil až po přednášce, protože událost nastala pouhý jeden den před ní. Jedná se o průlet sondy NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) [http://hurlbut.jhuapl.edu/NEAR] v blízkosti planetky 253 Mathilde. Sonda NEAR je první výpravou amerického programu Discovery. Pro zařazení do tohoto programu je nutné splnění 3 následujících podmínek (v závorce případ sondy NEAR):

Cílem sondy NEAR je blízkozemní asteroid 433 Eros, jehož se má sonda stát oběžnicí. Start se uskutečnil 17. února 1986 a přílet k Erosu je plánován na leden 1999. Během letu se sonda setkala s planetkou hlavního pásu Mathilda. K setkání došlo 27. června 1997, kdy sonda prolétla ve vzdálenosti 1200 km od planetky. Vzájemná rychlost obou těles činila v té době 9.9 km/s. Celá událost se odehrála ve vzdálenosti 1.99 AU od Slunce a 2.2 AU od Země. Sonda pořídila celkem 500 snímků planetky v různých spektrálních filtrech. Podle předběžných rozborů snímků se mimo jiné zjistila, že planetka je více kráterována než dosud "zblízka" prozkoumané planetky Gaspra a Ida (sonda Galileo při cestě k Jupiteru). Ukázalo se, že planetka je o něco větší než se předpokládalo - střední průměr činí 61 km. Velmi zajímavé je, že na snímcích bylo objeveno minimálně 5 kráterů větších než 20 km, přičemž největší z nich má průměr zhruba 30 km. Srovnáme-li to s rozměry planetky, je překvapivé, že planetka takové velké impatky vůbec přežila a nerotříštila se. Na druhé straně je možné, že se jedná o impakty do mateřského tělesa, jehož je Mathilde pozůstatkem. Všechna data z průletu budou ještě velmi podrobně analyzována a přesné výsledky budou zveřejněny později. Samotná sonda vykonala 3. července tzv. Deep Space Maneuver, který ji vrátí zpět k Zemi a při průletu 28. ledna 1998 ve výšce 478 km nad Zemí bude navedena na dráhu k planetce Eros.

Na závěr bych si dovolil upozornit čtenáře, že si nedělám žádné nároky na to, postihnout vše nové co se v oblasti astronomie děje (a ani to není v mých silách) a proto jej prosím, aby mi prominul nezařazení některé události, kterou považuje za důležitější než zde zmíněné. Vybral jsem zde jen několik objevů, které se mi jevily jako zajímavé, popř. o nich proběhly zprávy v tisku. Úmyslně jsem vynechal objevy HST, nebo skvělou misi Galileo u Jupitera, protože každá z nich by vystačila na několik samostatných přednášek. A proto čtete skvělý fanzin ZBRANĚ AVALONU, kde se můžete dozvědět podrobnosti o těchto misích.

Pavel Koten
11. července 1997
Počet návštěv od 6.8.1997 -

Zpět na ASTRO