Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Družice GALEX a podstata temné energie

Družice GALEX a podstata temné energie

Rozdílné působení na vesmír od gravitace a skryté energie
Rozdílné působení na vesmír od gravitace a skryté energie
Pětiletý průzkum souboru 200 000 galaxií, umožňující zpětný pohled v čase do doby před sedmi miliardami roků, vedl k jednomu z nejlepších nezávislých potvrzení faktu, že temná (skrytá) energie je řídícím elementem rozpínání našeho vesmíru zvyšující se rychlostí. K výzkumu byla použita data z kosmické observatoře NASA s názvem GALEX (Galaxy Evolution Explorer) a Anglo-australského dalekohledu v pohoří Siding Spring v Austrálii (Anglo-Australian Telescope on Siding Spring Mountain, Australia).

Na obrázku v titulu článku je v uměleckém pojetí představena temná energie fialovou mřížkou nahoře a gravitace zelenou mřížkou dole. Gravitace má původ ve veškeré hmotě vesmíru, avšak její působení je omezené a rychle klesá se vzdáleností.

Nové výsledky z družice Galaxy Evolution Explorer a Anglo-australského dalekohledu potvrzují, že skrytá energie je rovnoměrná a stálá síla, která převládá nad působením gravitace. Pozorování vycházejí z přesných měření vzdáleností mezi dvěma galaxiemi (na ukázku jsou takové dvojice znázorněny na ilustraci). Výsledkem je doposud nejlepší určení povahy temné energie.

"Vliv temné energie se projevuje tak, jako kdybyste vyhodili míč vzhůru a on by stoupal stále rychleji a rychleji," říká Chris Blake (Swinburne University of Technology, Melbourne, Austrálie). Chris Blake je hlavní autor článků popisujících výsledky pozorování v posledním čísle Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Temná energie dominuje našemu vesmíru; představuje 74 % jeho hmoty a energie. Temná hmota jako poněkud méně záhadná substance představuje dalších 22 % vesmíru. Tzv. normální hmota - tj. všechno, co je složeno z atomů, čili z látky, která vytváří živé organizmy, planety a hvězdy - je zastoupena ve vesmíru pouze zbývajícími 4 procenty.

Představa temné energie byla navržena v uplynulém desetiletí na základě studia vzdálených vybuchujících hvězd, tzv. supernov. Supernovy vyzařují v době maxima přibližně stejné množství energie, čímž vytvářejí tzv. "standardní svíčky", které umožňují vypočítat jejich skutečnou vzdálenost od Země. Pozorování odhalila, že temná energie navzájem odpuzuje objekty ve vesmíru zvyšující se rychlostí.

Temná energie neustále bojuje s gravitací. V mladém vesmíru byla gravitace hlavní silou převažující nad temnou energií. Přibližně 8 miliard roků po Velkém třesku (Big Bangu), tj. po vzniku vesmíru, jak se vesmír postupně rozpínal a jeho hustota se snižovala, gravitační přitažlivost slábla a temná energie získávala hlavní roli. Za dalších několik miliard let od současnosti bude temná energie dokonce ve vesmíru převládat. Astronomové předpovídají, že se náš vesmír stane kosmickou pustinou, s galaxiemi rozptýlenými tak daleko od sebe, že žádná inteligentní bytost žijící ve vesmíru nebude schopna jiné galaxie pozorovat.

Nový průzkum poskytnul dvě odlišné metody pro nezávislou kontrolu výsledků z pozorování supernov. Je to vůbec poprvé, kdy astronomové uskutečnili kontrolu vládnoucí temné energie napříč dlouhým časovým rozpětím. Tým astronomů začal sestavovat kompletní trojrozměrnou mapu rozložení galaxií v hlubinách vesmíru (daleko od Země) odhalených astronomickou družicí Galaxy Evolution Explorer. Tento kosmický dalekohled registrující ultrafialové záření prozkoumal zhruba tři čtvrtiny oblohy, přičemž pozoroval stovky miliónů galaxií.

"Družice Galaxy Evolution Explorer pomohla astronomům identifikovat jasné mladé galaxie, které jsou ideální právě pro tento typ výzkumu," říká Christopher Martin, vedoucí vědecký pracovník mise z California Institute of Technology (Caltech) v Pasadeně. "To poskytlo jakousi kostru pro tuto obrovskou 3-D mapu."

Dvě nezávislé metody určení vzdáleností ve vesmíru
Dvě nezávislé metody určení vzdáleností ve vesmíru
Publikovaný diagram ukazuje dva možné způsoby určení, jakou rychlostí se vesmír rozpíná. Již dříve byly explodující hvězdy (supernovy) použity jako "standardní svíčky" k měření vzdáleností ve vesmíru a k určení, že se rozpínání ve skutečnosti zrychluje. Protože množství vyzařované energie je u určitého typu supernov stejné, pak na základě změření jasnosti, jakou se supernova na obloze projevuje, mohou astronomové vypočítat, v jaké vzdálenosti od nás se nachází. To se podobá obyčejným svíčkám, které se jeví slabší a slabší se zvětšující se vzdáleností (viz levá strana obrázku).

V rámci druhého průzkumu, využívajícího data z družice Galaxy Evolution Explorer (NASA) a z Anglo-australského dalekohledu v pohoří Siding Spring v Austrálii, bylo k určení vzdáleností galaxií ve vesmíru použito "standardní pravítko" (viz pravá strana ilustrace). Tato metoda je založena na faktu, že dvě sousední galaxie jsou od sebe v současné době převážně vzdáleny 490 miliónů světelných roků. Tato vzdálenost se jeví menší, když se galaxie nacházejí ve větší vzdálenosti, stejně tak jako pravítko stejné velikosti (viz pravá část obrázku).

Toto "standardní pravítko" bylo použito k určení vzdálenosti dvojic galaxií vzhledem k Zemi - těsnější dvojice galaxií je vůči nám vzdálenější. Jak vyplývá z výzkumu supernov, informace o vzdálenosti se dají kombinovat s informacemi o rychlosti, kterou se dvojice galaxií od nás vzdaluje. Z výzkumu vyplývá, že vesmír se zvětšuje vyšší a vyšší rychlostí.

Výzkumný tým rovněž použil mapu rozložení galaxií k určení, jak se kupy galaxií rozrůstají s časem - podobně jako města - až nakonec obsahují mnoho tisíc galaxií. Kupy galaxií přitahují další galaxie působením vlastní gravitace, avšak skrytá (temná) energie se snaží naopak kupy galaxií roztrhat. To zpomaluje tento proces, což astronomům umožňuje změřit hodnotu odpudivé síly temné energie.

"Astronomická pozorování prováděná v průběhu 15 let umožnila získat jeden z nejvíce překvapujících objevů ve fyzice: rozpínání vesmíru, spuštěné v okamžiku Velkého třesku, se zrychluje," říká Jon Morse, vedoucí oddělení astrofyziky (NASA Headquarters, Washington). "Použitím naprosto nezávislých metod pomohla data z družice Galaxy Evolution Explorer potvrdit naše přesvědčení o existenci této záhadné energie."

Zdroj: www.galex.caltech
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »