Úvodní strana  >  Články  >  Ostatní  >  EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (2)

EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (2)

Družicová observatoř Gaia
Autor: ESA–D. Ducros, 2013

Vítejte u pokračování ohlédnutí za významnou mezinárodní konferencí EWASS 2017 (Evropský týden astronomie a kosmického výzkumu), která se uskutečnila na konci června v Praze. V dnešním pokračování se podíváme na Observatoř Pierra Augera v Argentině, která je jedničkou na poli výzkumu částic s extrémně vysokými energiemi. Dále se zaměříme na zábleskové zdroje záření gama a směřování dalšího výzkumu v této oblasti. Závěrem dnešního dílu se podíváme na výsledky měření astrometrické družice Gaia.

Observatoř Pierra Augera v Argentině

Dosud největší (detekční plocha 3 000 km2) světová observatoř pro výzkum extrémně energetického kosmického záření (pásmo 0,1 až 150 EeV) byla vybudována v mezinárodní spolupráci 18 států Evropy, obou Amerik a Austrálie v argentinské pampě Amarilla v letech 1999-2008. Za 10 let plného provozu shromáždila jedinečné údaje o kosmickém toku těchto částic s energiemi až o 6 řádů vyššími, než docílil urychlovač LHC, a o jejich chemickém složení. Přispěla také ke stanovení účinného průřezu protonu pro energie až 57 TeV, tedy více než 4× vyšší, než dokáže LHC. Kromě toho se tak podařilo přesněji určit, jaký podíl na těchto částicích mají protony, těžší atomová jádra, miony, elektrony a fotony. V poslední době se daří sledovat tyto částice nejenom pozemními vodními detektory Čerenkovova záření a astronomickými komorami pro fluorescenční vyzařování atmosférických spršek, ale též pomocí doprovodného rádiového záření.

Vladimír Karas (místopředseda vědeckého organizačního komitétu a ředitel Astronomického ústavu AV ČR) Autor: Jiří Grygar
Vladimír Karas (místopředseda vědeckého organizačního komitétu a ředitel Astronomického ústavu AV ČR)
Autor: Jiří Grygar
V současnosti probíhá modernizace všech aparatur s cílem zvýšit kvalitu i množství dat o těchto dosud zcela záhadných částicích. Neznáme totiž ani jejich zdroje, ale ani urychlovací mechanismy pro tak vysoké energie. Financování observatoře je zajištěno až do r. 2022.

Zábleskové zdroje záření gama

Zábleskové zdroje záření gama (GRB) byly zcela nečekaně objeveny zásluhou amerických vojenských družic Vela, jejichž primárním úkolem bylo kontrolovat dodržování smlouvy o zákazu pokusných jaderných výbuchů v zemské atmosféře. Družice zaznamenávaly tyto tajemné záblesky již od svého nasazení v r. 1967, ale objev oznámili američtí vědci až po jeho odtajnění v r. 1973. Trvalo dlouho, než se podařilo alespoň přibližně určit vzdálenosti těchto relativně krátkých vzplanutí v pásmu měkkého záření gama (20 keV – 15 MeV).

Petr Heinzel (předseda České astronomické společnosti) připomíná, že letos slavíme 100. výročí vzniku Společnosti Autor: Jiří Grygar
Petr Heinzel (předseda České astronomické společnosti) připomíná, že letos slavíme 100. výročí vzniku Společnosti
Autor: Jiří Grygar
K průlomu došlo teprve v r. 1997, kdy se podařilo pozorovat dosvit vzplanutí GRB 9700228 v rentgenovém a optickém pásmu spektra, a tak určit jeho kosmologický červený posuv i jeho nevídanou vzdálenost ~8 mld. světelných let. Od té doby není pochyb, že GRB se honosí neuvěřitelnými zářivými výkony z neobyčejně nepatrných objektů o rozměrech desítek kilometrů! Je však zřejmé, že toto záření zdroj vysílá v podobě protilehlých úzkých výtrysků, které jenom výjimečně směřují k Zemi. Proto jejich skutečný výskyt ve vesmíru je téměř o dva řády vyšší, než vyplývá z našich statistik. Díky řadě specializovaných družic Compton, BeppoSAX, INTEGRAL, Swift, Fermi aj. se podařilo postupně objevit bezmála 5 tisíc těchto objektů vesměs mimo naši Galaxii.

Nejvzdálenější GRB 090423 se nacházel v anonymní galaxii vzdálené od nás přes 13 mld. světelných let. K explozi tedy došlo jen asi 600 mil. let po Velkém třesku. Nejmocnějším zdrojem energie se stal GRB 130427A pozorovaný družicemi Swift a Fermi v souhvězdí Lva, a následně i opticky, infračerveně a v rádiovém oboru spektra, neboť 13. května 2013 ve stejné poloze vzplanula supernova 2013cq. Celý úkaz proběhl ve vzdálenosti 3,7 mld. světelných let, trval v oboru záření gama 33 sekund a nejvyšší energie fotonů gama dosáhly rekordu >100 GeV. Maximální zářivý výkon vzplanutí dosáhl neuvěřitelné hodnoty 1047 W, což je srovnatelné se souhrnným zářivým výkonem všech hvězd ve viditelné části vesmíru!  

Z dosavadní statistiky se zjistilo, že k úkazům GRB dochází minimálně třemi způsoby. Krátká vzplanutí gama v trvání <2 s jsou důsledkem splynutí dvou neutronových hvězd, popřípadě neutronové hvězdy s černou dírou. Vzplanutí s trváním >2 s jsou důsledkem zhroucení hmotných hvězd na černou díru a vzácná vzplanutí s trváním delším než hodinu vznikají zhroucením obézních hvězd s hmotnosti >15 hmotností Slunce. V Praze se pak diskutovaly možnosti budoucí detekce gravitačních vln doprovázejících tyto gigantické úkazy v miniaturním objemu.

Astrometrická družice Gaia

Pomyslná zlatá medaile pražského týdne nepochybně přísluší astrometrické družici Gaia (ESA), která se od ledna 2014 pohybuje v okolí Lagrangeova bodu L2  soustavy Slunce-Země. Její vědecký program započal koncem července 2014 po pečlivém testování všech složek umožňujících extrémně přesná měření. Poloha družice musí být opticky sledována z pozemských observatoří a přenos dat na Zemi probíhá denně po dobu 8 h rychlostí 5 Mbit/s.

Úvodní plenární přednášku v aule PF proslovili manželé Alena a Petr Hadravovi Autor: Jiří Grygar
Úvodní plenární přednášku v aule PF proslovili manželé Alena a Petr Hadravovi
Autor: Jiří Grygar
Když byla data (DR1) prvních měsíců provozu družice uvolněna 14. září 2016 pro astronomickou veřejnost, stalo se něco nevídaného. Odborníci z celého světa byli na tato jedinečná data zřejmě připraveni, takže během října odeslali do astronomických časopisů na 150 prací, jejichž témata jsou založena na rychlém zpracování tohoto špičkového pozorovacího materiálu z nejrůznějších úhlů pohledu. Tak se například podařilo objevit pomocí umělých sítí kombinací katalogu Tycho, družice HIPPARCOS a dat DR1 na 45 hvězd s prostorovými rychlostmi >150 km/s, z nichž minimálně pět vykazuje rychlosti v rozmezí 400 až 700 km/s, takže zřejmě z Galaxie prchají. Podobně se díky kombinaci obou katalogů podařilo odhalit hvězdy, které prchají ze sousedních Magellanových mračen a odhalit rotaci Velkého Magellanova mračna, jež podle těchto měření je od nás vzdáleno 180 tis. sv. let.  Dále se ukázalo, že hvězdy, které tvoří tzv. Herkulův proud, obíhají kolem Lagrangeových bodů příčky naší Galaxie, což významně mění dynamický model celé Galaxie.  Evropští astronomové, kteří se přímo podílejí na analýze syrových dat projektu Gaia, nás však ujistili, že DR1 je pouhý předkrm toho, co přijde v dubnu 2018 v podobě DR2. Navíc Gaia pracuje tak výtečně, že se určitě prodlouží její práce za polovinu r. 2019. V technických možnostech družice je totiž prodloužení měření až do r. 2023.


Na zrychlené verzi videa jsou prezentovány pohyby hvězd v oblasti souhvězdí Oriona a Býka. Vpravo vidíme například společně letící Hyády a jinam letící hvězdu Aldebaran. Video vzniklo díky srovnání pozic hvězd z družice Gaia a Hipparcos, odstup mezi daty je tedy skoro čtvrt století.


(článek na pokračování…)

 

1. díl: Exoplanety, SGR A*, simultánní spektroskopie

2. díl: Observatoř Pierra Augera, zábleskové zdroje gama, družice Gaia

3. díl: Synergie aparatur, JWST, LSST

4. díl: Čerenkovova soustava teleskopů, gravitační vlny

5. díl: ESA, ESO, astronomická kybernetika




Seriál

  1. EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (1)
  2. EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (2)
  3. EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (3)
  4. EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (4)
  5. EWASS 2017 aneb Pražské astronomické hody (5)


O autorovi

Jiří Grygar

Jiří Grygar

Jiří Grygar (*1936) studoval fyziku na MU v Brně a astronomii na UK v Praze. Vědeckou aspiranturu v astrofyzice absolvoval v Astronomickém ústavu ČSAV v Ondřejově, kde pak pracoval ve stelárním odd. do r. 1981. Od té doby až dosud je zaměstnán ve Fyzikálním ústavu ČSAV/AV v Řeži/Praze, v současné době v odd. astročásticové fyziky. Web: www.astronom.cz/grygar/

Štítky: GRB, Gaia, EWASS 2017, Observatoř Pierra Augera, Gama záblesk


50. vesmírný týden 2024

50. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 9. 12. do 15. 12. 2024. Měsíc je nyní na večerní obloze ve fázi kolem první čtvrti a dorůstá k úplňku. Nejvýraznější planetou je na večerní obloze Venuše a během noci Jupiter. Ideální viditelnost má večer Saturn a ráno Mars. Aktivita Slunce je nízká. Nastává maximum meteorického roje Geminid. Uplynulý týden byl mimořádně úspěšný z pohledu evropské kosmonautiky, ať už vypuštěním mise Proba-3 nebo úspěšného startu rakety Vega-C s družicí Sentinel-1C. A před čtvrtstoletím byl vypuštěn úspěšný rentgenový teleskop ESA XMM-Newton.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Velká kometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS v podzimních barvách

Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2024 obdržel snímek „Velká kometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS v podzimních barvách“, jehož autorem je Daniel Kurtin.     Komety jsou fascinující objekty, které obíhají kolem Slunce a přinášejí s sebou kosmické stopy ze vzdálených

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

M42 Veľká hmlovina v Orióne

Hmlovina v Orióne (známa aj ako Messier 42, M42 alebo NGC 1976) je difúzna hmlovina v Mliečnej ceste, ktorá sa nachádza južne od Oriónovho pásu v súhvezdí Orión a je známa ako stredná „hviezda“ v „meči“ Orióna. Patrí medzi najjasnejšie hmloviny a je viditeľná voľným okom na nočnej oblohe so zdanlivou magnitúdou 4,0. Je vzdialená 1 344 ± 20 svetelných rokov (412,1 ± 6,1 pc) a je najbližšou oblasťou masívnej hviezdotvorby k Zemi. Priemer hmloviny M42 sa odhaduje na 24 svetelných rokov (takže jej zdanlivá veľkosť zo Zeme je približne 1 stupeň). Jej hmotnosť je približne 2 000-krát väčšia ako hmotnosť Slnka. V starších textoch sa hmlovina v Orióne často označuje ako Veľká hmlovina v Orióne. Hmlovina v Orióne je jedným z najsledovanejších a najfotografovanejších objektov nočnej oblohy a patrí medzi najintenzívnejšie skúmané nebeské útvary. Hmlovina odhalila veľa o procese vzniku hviezd a planetárnych systémov z kolabujúcich oblakov plynu a prachu. Astronómovia priamo pozorovali protoplanetárne disky a hnedých trpaslíkov v hmlovine, intenzívne a turbulentné pohyby plynu a fotoionizačné účinky masívnych blízkych hviezd v hmlovine. Hmlovina v Orióne je viditeľná voľným okom aj z oblastí postihnutých svetelným znečistením. Je viditeľná ako stredná „hviezda“ v „meči“ Orióna, čo sú tri hviezdy nachádzajúce sa južne od Oriónovho pásu. „Hviezda“ sa bystrým pozorovateľom zdá rozmazaná a hmlovina je zrejmá v ďalekohľade alebo malom teleskope. Maximálna povrchová jasnosť centrálnej oblasti M42 je približne 17 Mag/arcsec2 a vonkajšia modrastá žiara má maximálnu povrchovú jasnosť 21,3 Mag/arcsec2. V hmlovine Orión sa nachádza veľmi mladá otvorená hviezdokopa, známa ako Trapézová hviezdokopa vďaka asterizmu jej štyroch primárnych hviezd v priemere 1,5 svetelného roka. Dve z nich možno za nocí s dobrou viditeľnosťou rozlíšiť na ich zložené dvojhviezdy, čo dáva spolu šesť hviezd. Hviezdy Trapézovej hviezdokopy spolu s mnohými ďalšími hviezdami sú ešte len na začiatku svojej existencie. Hviezdokopa Trapez je súčasťou oveľa väčšej hviezdokopy Hmlovina v Orióne, ktorá je združením približne 2 800 hviezd s priemerom 20 svetelných rokov. Hmlovinu Orion zasa obklopuje oveľa väčší komplex molekulárnych mrakov Orión, ktorý má stovky svetelných rokov a rozprestiera sa v celom súhvezdí Orión. Pred dvoma miliónmi rokov mohla byť kopa hmloviny Orión domovom unikajúcich hviezd AE Aurigae, 53 Arietis a Mu Columbae, ktoré sa v súčasnosti od hmloviny vzďaľujú rýchlosťou viac ako 100 km/s (62 míľ/s). Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 150/600 (150/450 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, Gemini EAF focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop 1100x30 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 745x60 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, 97x120 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Hutech IDAS NB3, master bias, 300 flats, master darks, master darkflats 12.10. až 1.12.2024

Další informace »