Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Energetický záblesk z hlubin vesmíru
redakce Vytisknout článek

Energetický záblesk z hlubin vesmíru

Obr.3.: Zrcadlový dalekohled brněnské hvězdárny
Obr.3.: Zrcadlový dalekohled brněnské hvězdárny
Devatenáctého března ráno v 7:12 h našeho času zaznamenala družice SWIFT (NASA) záblesk energetických fotonů gama. Tuto část oblohy právě sledovalo několik přehlídkových dalekohledů, které okamžitě zaznamenaly i protějšek záblesku ve viditelném oboru. Optický záblesk byl v maximu dokonce jasnější než šestá magnituda, takže poprvé v krátkých dějinách pozorování těchto tajemných jevů byl na noční obloze západní polokoule viditelný pouhým okem. Stal se tak na několik sekund nejvzdálenějším vesmírným jevem viditelným očima bez dalekohledu.

Animace snímků z robotického dalekohledu Pi of the Sky
Animace snímků z robotického dalekohledu Pi of the Sky
Obr 1.: Animace snímků z robotického dalekohledu Pi of the Sky (Las Campanas Observatory, Chile), který pole záblesku pozoroval. Z měření získaných tímto dalekohledem byla určena maximální jasnost dosvitu ve viditelné části spektra.

Automatické observatoře jakož i četné velké dalekohledy po celém světě nashromáždily během prvních desítek hodin po záblesku série pozorování optického protějšku i následného dosvitu, takže nyní už o záblesku leccos víme. Díky spektrům optického dosvitu pomocí velkých dalekohledů se rychle zdařilo určit vzdálenost explodujícího objektu od Země na bezmála osm miliard světelných let! Světlo dosvitu, který byl pozorovatelný řadu dní, se tedy vydalo na cestu v době, kdy bylo stáří vesmíru poloviční než je dnes. Tak vzdálené objekty jsou normálně pozorovatelné jen pomocí nejmodernějších a největších dalekohledů světa. Je proto zcela zřejmé, že zářivá energie uvolněná v tomto případě byla i na astronomické poměry gigantická. Z prvních měření vyplývá, že optický protějšek záblesku, označovaný jako GRB 080319B (tj. druhý záblesk z 19. března 2008), byl v maximu asi 2,5 milionkrát svítivější, než nejjasnější známá supernova! Šlo tedy s převahou o doposud nejsvítivější objekt ve vesmíru, zaznamenaný astronomickými prostředky.

Záblesky záření gama byly neočekávaně objeveny během studené války pomocí vojenských družic programu Vela. Družice měly za úkol odhalit případné pokusné jaderné výbuchy v zemské atmosféře; objevily však něco mnohem zajímavějšího. Ukázaly totiž, že v dalekém vesmíru dochází v průměru jednou denně k výbuchům neznámých zdrojů energetického záření gama. Pomocí specializovaných civilních družic a internetu je v posledním desetiletí možné to, co nikdy předtím nešlo. Části oblohy, kde dojde ke vzplanutí gama, jsou takřka ihned prohledány robotickými optickými dalekohledy. Tato plně automatická souhra mezi astronomickými družicemi a pozemními robotickými dalekohledy umožnila sledovat rychle slábnoucí úkazy (optické dosvity), o kterých toho zatím mnoho nevíme.

Obr.2.: GRB 080319B
Obr.2.: GRB 080319B
Obr 2.: Větší snímek vznikl složením ze dvou menších ve spodní části. Levý snímek z noci 19./20. března 2008 ukazuje oblast záblesku gama GRB 080319B 16-24h po detekci družicí SWIFT. Detekovaný dosvit je na něm označen dvojicí červených úseček. Na snímku vpravo z 31. března tr. už dosvit není viditelní. Digitální snímky byly pořízeny přes červený filtr Kronova-Cousinsova systému 0,4 m dalekohledem brněnské hvězdárny.

Tak se především zjistilo, že existují dvě naprosto rozdílné třídy záblesků gama, navzájem se lišící trváním pulsu záření gama. Tzv. dlouhé záblesky (trvající i několik desítek sekund) jsou zřejmě důsledkem obrovského výbuchu velmi hmotných hvězd – hypernov. Přitom během okamžiku dojde ke zhroucení jádra hypernovy na černou díru za současného vyzáření ohromného množství energie v úzce směrovaných výtryscích do okolního prostoru. Proti tomu stojí třída tzv. krátkých záblesků, o jejichž podstatě zatím nevíme nic. Ani ty nejdivočejší fyzikální modely nedokáží uspokojivě vysvětlit tak ohromné vyzáření energie během pouhých zlomků sekundy.

Díky automatickému propojení celého řetězce pozorování od sledování výbuchů záření gama přes pozorování rentgenových a optických protějšků mohou pak největší dalekohledy světa prozkoumat s nevelkým zpožděním optický dosvit záblesku a změřit nejen jeho jasnost, ale v některých případech také pořídit i jeho spektrum. Zejména spektrální měření prozradí klíčový údaj o vzdálenosti záblesku od nás a odtud se dá spočítat jak celková uvolněná energie tak i zářivý výkon ve výtrysku. Vesměs jde o hodnoty tak neuvěřitelně vysoké, uvolňované přitom v objektech o rozměrech jen několika málo desítek kilometrů, že teoretické objasnění těchto pochodů teprve začíná.

V některých případech, lze za příznivých okolností pozorovat dosvity i pomocí relativně malých dalekohledů s digitálním snímačem (kamera CCD). Záblesk GRB 080319B byl takto zachycen i na Hvězdárně v Brně na Kraví hoře pomocí zrcadlového dalekohledu o průměru 0,4 m a kamery CCD SBIG ST-XMEi ve fotometrickém filtru R (červená oblast spektra). Tento dalekohled se při vhodném počasí používá i pro veřejná pozorování oblohy, kdy ovšem kameru nahradí okulár. Pole záblesku bylo snímáno celou noc (tedy přibližně 16-24h po explozi v oboru gama) a přesně na místě udaném družicí SWIFT byl objeven nový objekt. Zpracování snímků, které stále probíhá, ukazuje, že hvězdná velikost dosvitu poklesla v té době k pouhé 20. magnitudě (tj. dosvit byl v té chvíli již půlmilionkrát slabší než nejslabší hvězdy viditelné očima!). Brněnský dalekohled je tak jeden z nejmenších přístrojů, který se do tohoto jedinečného pozorovacího programu úspěšně zapojil.

Obr.3.: Zrcadlový dalekohled brněnské hvězdárny
Obr.3.: Zrcadlový dalekohled brněnské hvězdárny
Obr 3.: Zrcadlový dalekohled brněnské hvězdárny. Průměr primárního zrcadla je 40 centimetrů. Dalekohled je ovládán pomocí počítače a lze s ním pozorovat i na dálku. Pro CCD pozorování se používá kamera ST-7XMEi firmy SBIG. Je mnohem citlivější než lidské oko – přesto lze na dalekohled umístit okulár a pozorovat vizuálně. V tomto režimu se dalekohled používá za bezměsíčných nocí pro návštěvníky hvězdárny. Po dokončení probíhajících rekonstrukcí v létě tohoto roku bude pozorování tímto dalekohledem pravidelnou součástí večerních programů na hvězdárně.

Přestože je Brno město s velmi světlou oblohou a sledování dosvitu navíc komplikoval svit Měsíce krátce před úplňkem i oblačnost, která v některých chvílích pokrývala celou oblohu, pomohla při detekci takto slabého zdroje záření moderní výpočetní technika. Díky výpočetnímu programu, jehož autorem je Dr. Filip Hroch (Masarykova univerzita), bylo možné jednotlivé expozice zkombinovat a zvýšit tak dosah přístroje až na samotnou hranici technických možností.. Úspěšné pozorování průběhu světelné křivky téhož dosvitu Mercatorovým dalekohledem o průměru zrcadla 1,2 m ohlásil také český astronom Martin Jelínek, pracující ve Španělsku (Observatoř del Teide na Tenerife, Kanárské ostrovy).

Pozorování tohoto jedinečného úkazu v široké pozemní i kosmické spolupráci astronomů z celého světa poslouží astrofyzikům k hlubšímu pochopení fyzikálních dějů nepředstavitelné mohutnosti, které se odehrály v minulosti vesmíru dávno předtím, než vznikla sluneční soustava.

Rudolf Novák
Hvězdárna a planetárium M. Koperníka v Brně

Jiří Grygar
Fyzikální ústav AV ČR, Praha


Související:





O autorovi

Redakce Astro.cz

Redakce Astro.cz je tu od roku 1995. Jejím prvním členem a defacto i zakladatelem byl Karel Mokrý a významným pomocníkem Josef Chlachula (který se dlouhodobě věnuje českým překladům Astronomického snímku dne NASA). Od té doby se rozrostla na několik členů, mezi něž se přidal známý popularizátor astronomie Petr Sobotka, vedoucí Sekce proměnných hvězd a exoplanet Luboš Brát, popularizátor kosmonautiky Vít Straka, astrofotograf Martin Gembec nebo astronom Martin Mašek. Vedoucím redaktorem byl v letech 2007 - 2009 Petr Kubala, od roku 2010 je to Petr Horálek. Redakce se samozřejmě věnuje webu především ve svém volném čase, neboť nejde o výdělečný portál. O to více si proto vážíme Vaší spolupráce! Kontakty na členy redakce najdete na samostatné stránce.



48. vesmírný týden 2016

48. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 28. 11. do 4. 12. 2016. Měsíc bude v novu, večer projde kolem Venuše, která je krásně vidět jako jasná hvězda na jihozápadě. Večer je vidět také Mars, ráno Jupiter. Na Slunci se objevila skvrnka. Čeká nás start nákladní lodi Progress k ISS.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

VdB149, VdB150, LDN1235 - prach v souhvězdí Cephea

Souhvězdí Cephea je cirkumpolárním souhvězdím naší severní oblohy. Podobně jako například Velká medvědice, jejíž část označujeme lidovým jménem Velký vůz. Ale přeci … Velký vůz pozná téměř každý, o Cepheovi mnoho z „neastronomů“ možná ani neví. A astronom? Ten nás většinou odbude větou typu:

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Konjunkce Venuše a Měsíce

Konjunkce Venuše a Měsíce

Další informace »