Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (114): Efekty obecné relativity v rentgenovém záření aktivních galaktických jader
Aktivní jádra galaxií jsou jedním z vděčných cílů pro testy obecné teorie relativity. Prostředí v blízkosti hmotného kompaktního objektu se k záření chová jinak, než jsme zvyklí ze své každodenní zkušenosti. Ne všechny otázky ohledně aktivních galaktických jader jsou zodpovězeny a některé nelze než považovat za zcela zásadní. Tým z Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vyvinul zcela nový počítačový program umožňující studovat záření přicházející od aktivního galaktického jádra a tak dovozovat vlastnosti některých zde přítomných struktur.
Aktivní galaktická jádra a některé rentgenové dvojhvězdy spojuje to, že u nich dochází k dopadu hmoty na černou díru. V případě galaxií má černá díra hmotnost milion až miliardakrát větší, než je hmotnost našeho Slunce. U rentgenových dvojhvězd má černá díra jen několik jednotek až desítek hmot Sluncí a její rozměr čítá jen několik desítek km. Proto u černých děr v rentgenových dvojhvězdách můžeme pozorovat v průběhu času výrazné změny v množství dopadající hmoty a s tím související stavy s vysokou a nízkou svítivostí, vytváření a vyhasínání relativistických výtrysků. V nedávné publikaci vedené Emily Moravec se astronomové blíže podívali na velký soubor aktivních galaktických jader s cílem prozkoumat vztah mezi mírou dopadu hmoty na černou díru a vyvrhováním relativistických výtrysků v porovnání s rentgenovými dvojhvězdami.
Jiří Svoboda z ASU se ve spolupráci se zahraničními kolegy zabýval srovnáním vlastností aktivních galaktických jader s rentgenovými dvojhvězdami. Společným jmenovatelem podstatným pro aktivitu těchto objektů je akrece, plynulý dopad hmoty na černou díru. Černá díra ve dvojhvězdném systému dosahuje hmotnosti několika hmotností našeho Slunce. Naopak v jádrech galaxií se vyskytují veledíry, převyšující hmotnost našeho Slunce milion až miliardakrát. Ve své práci autoři odhalují, že navzdory tak odlišné hmotnosti existuje mezi těmito dvěma typy kosmických objektů určitá podobnost. Na základě této podobnosti je pak možné vysvětlit i dlouho trvající záhadu, proč některé aktivní galaxie jsou rádiově hlučné a jiné tiché.
Evropská vesmírná agentura ESA 16. června oznámila, že dvojice družic Proba-3 vytvořila první umělé zatmění Slunce. Je to možné díky tomu, že se jedná o dvojici družic schopných letět ve velmi přesné formaci, přičemž jedna slouží jako umělý Měsíc a druhá jako dalekohled. Jedná se o první praktické prověření technologií schopných udržovat let dvou družic v extrémně přesném a stabilním postavení vůči sobě s významným vědeckým přesahem. Snímky těsného okolí Slunce, jeho koróny, není možné získat takto dokonale pomocí běžných korónografů a blíží se skutečnému zatmění Slunce, jaké pro nás připravila příroda.
Astronomové byli poprvé svědky prudké kosmické srážky, při níž jedna galaxie proniká intenzivním zářením do druhé. Jejich výsledky, publikované dnes v časopise Nature, ukazují, že toto záření tlumí schopnost zraněné galaxie tvořit nové hvězdy. Tato nová studie kombinuje pozorování z dalekohledu VLT (Very Large Telescope) na Evropské jižní observatoři (ESO) a z ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a odhaluje všechny kruté detaily této galaktické bitvy.
Dvě zdánlivě nenápadné modré hvězdy ukrývají zajímavou záhadu. V jejich okolí byly objeveny rozsáhlé mlhoviny, přestože samotné hvězdy nevypadají jako objekty, u nichž bychom jejich existenci očekávali. Nová podrobná studie hvězd PY Gem a HD 253659 ukazuje, že nejde o stárnoucí velmi hmotné hvězdy, ale spíše o rychle rotující hvězdy typu Be. Jejich okolní struktury tak mohou být důsledkem epizodického vyvrhování hmoty a vytváření hvězdných disků – a nikoli známkou pokročilého stadia hvězdného vývoje.
V pokračování našeho povídání o Slunci s RNDr. Michalem Sobotkou, DSc. se v tomto díle zaměříme ponejvíce na sluneční povrch a korónu.
Fotosféra i chromosféra jsou jistě témata, která sebou přináší mnoho zajímavého a poutavého. Co se děje ve fotosféře a chromosféře? Jakou mají teplotu? Proč s řídnoucí hmotou teplota na povrchu Slunce stoupá a dokonce v koróně, sluneční atmosféře, dosahuje milionových hodnot? Jaké jsou teorie k vysvětlení těchto jevů? Co se děje s hmotou na povrchu i nad ním? Skvrny, protuberance, erupce, výtrysky hmoty…
Vedci vytvorili počítačové simulácie udalostí, ktoré sa odohrali krátko po Veľkom tresku. Ich cieľom je lepšie pochopenie toho ako sa formujú hviezdy. Za týmto účelom vytvorili doposiaľ najlepší obrázok masívnych výbuchov, ktoré riadili tvorbu galaxií (vrátane našej Mliečnej dráhy), a dodnes ovplyvňujú formovanie hviezd.
Spektrum meteoru je často jediným zdrojem informací o složení tělesa, které vstupuje do zemské atmosféry. Chemické složení je pak z pozorovaného záření odvozováno na základě fyzikálního modelu. Práce, kterou vedla Adriana Pisarčíková z ASU, proto využívá laboratorní „umělé meteory“ a podrobný model přenosu záření, aby posoudila, jak moc je používaná metodika interpretace spekter meteorů úspěšná v popisu původního materiálu. Výsledky ukazují, že při odpařování se jednotlivé prvky neuvolňují rovnoměrně: těkavý sodík a draslík se do plazmové stopy dostávají velmi snadno, zatímco hořčík je oproti železu výrazně potlačen a žáruvzdorné prvky, jako je hliník, vápník nebo titan, se za daných laboratorních podmínek prakticky neuvolňují.
Koróna je bezpochyby nejtajemnější vrstvou sluneční atmosféry. Je obtížné ji pozorovat, neboť je horká a její vlastní záření se nachází především v ultrafialové a rentgenové oblasti spektra, není tedy ze Země pozorovatelná. Proč je koróna horká je otázkou, která budí ze sna desítky slunečních fyziků již více než šest desetiletí. Jednou z možností je neustálý ohřev tzv. nanoerupcemi. Na vliv nanoerupcí na rovnováhu koronálního plazmatu se s pomocí modelu podívali Elena Dzifčáková a Jaroslav Dudík z ASU.
Astronomové pracující s přehlídkovým dalekohledem VISTA na observatoři ESO/Paranal objevili dosud neznámou strukturu v naší Galaxii. Při mapování rozložení proměnných hvězd Cefeid se jim podařilo odhalit disk mladých hvězd skrytý za hustými oblaky prachu v centrální výduti Galaxie.
Opakované výbuchy novy nezanechávají v okolí hvězdy jen jednotlivé rozpínající se obálky. Při každé další erupci narazí právě vyvržená hmota do pozůstatků předchozích výbuchů a vytváří nové rázové vlny, které plyn zahřívají na miliony stupňů. Trojrozměrné počítačové simulace nyní ukázaly, jak se takový složitý systém vyvíjí během více než jednoho století a jak se jeho historie otiskuje do rentgenového záření.
Měsíce příprav a nakonec jen 3 minuty a 20 vteřin – právě tolik času měla letos výprava za zatměním Slunce na to, aby pro další zpracování pořídila dostatek snímků naší nejbližší hvězdy. Počasí v rovníkové Indonésii ale odborníkům z Ústavu matematiky příliš nepřálo, nakonec se vyjasnilo jenom na 40 vteřin. I tak se ale zástupcům Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně podařilo získat potřebná data pro zobrazení sluneční koróny tak, jak ji dokáže vidět lidské oko.
Aktivní galaxie jsou vynikajícími vzdálenými laboratořemi pro studium nejrůznějších procesů probíhajících ve vysokoenergetickém spektru. Podle současného paradigmatu jsou různé typy aktivních galaxií důsledkem různého úhlu pohledu na jeden typ objektů. Jeden takový exemplář, galaxie Fairall 51, klasifikovaný jako Seyfertova galaxie typu 1, se stal cílem studie vedené Jiřím Svobodou z AsÚ. Fairall 51 je totiž i zdrojem polarizovaného záření, které se u Seyfertových galaxií typu I neočekává. Polarizované záření je naopak typickým znakem Seyfertových galaxií typu II. Tento nesoulad se pokusil J. Svoboda ozřejmit.
Sluneční skvrny nejsou jednolité oblasti silného magnetického pole. Jejich tmavá jádra mohou přetínat světlé pásy, takzvané světelné mosty, v nichž se znovu prosazuje konvekce běžná v oblastech bez magnetického pole. Nová pozorování pěti takových mostů ukazují, jak přesně síla a orientace magnetického pole řídí velikost, jas a rychlost pohybů plazmatu v těchto strukturách. Současně upřesňuje podmínky pro výskyt velkých granulí, které jsou ve světelných mostech relativně vzácné.
Ve středu 9. března se nad rozsáhlým územím Indonésie odehraje pozoruhodný úkaz – úplné zatmění Slunce. Zákryt naší hvězdy tmavým měsíčním kotoučem, doprovázený mnoha fantastickými úkazy v přírodě, uvidí lidé z úzkého pásu na ostrovech Sumatra, Borneo, Sulawesi, Ternate a Halmahera. Movití cestovatelé putují i na mikronéský atol Wolaei, který je zatím světu prakticky neznám a skrývá jen domorodé obyvatelstvo. Za úkazem rovněž vyrazila mezinárodní vědecká expedice s českými členy, kteří jsou vedeni českým prof. Miloslavem Druckmüllerem a americkou prof. Shaiou Habbalovou k pořízení dalších dat, které při každém takovém úkazu přináší nové střípky do mozaiky studia fyziky sluneční atmosféry. Pokud jste za úkazem nemohli vyrazit, máme pro vás tip – sledujte jej na internetu!
Akreční disky kolem černých děr bývají nejčastěji studovány s využitím modelu, podle nějž se turbulentní transport momentu hybnosti řídí zjednodušeným předpokladem konstantní viskozity. Tento empirický zákon má svůj původ v úvahách ze 70. let minulého století a na jeho základě bylo analyzováno mnoho zajímavých systémů. Autoři představované práce, mezi nimi i Jiří Horák z Oddělení galaxií ASU, analýzou několika nezávislých relativistických magnetohydrodynamických simulací odhalují překvapivě univerzální průběh tohoto transportu, avšak opouštějí představu stálé viskozity. Představují a testují jednoduchý vztah, který tento průběh popisuje a který by mohl zpřesnit modely záření akrečních disků a pomoci lépe interpretovat pozorování černých děr.
V závěru roku 2015 si připomínáme jedno milé, kulaté výročí, které připadlo na 2. prosince. Tehdy na den přesně před 20 roky, 2. prosince 1995 byla vypuštěna jedna z nejúspěšnějších a doposud sloužících misí určených k výzkumu Slunce. Sonda SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) se coby výsledek úzké spolupráce amerického úřadu pro letectví a vesmír (NASA) a Evropské kosmické agentury (ESA) zařadila do flotily výzkumných laboratoří a teleskopů, které nám denodenně přinášejí informace o takzvaném kosmickém počasí. Její umístění v libračním bodě (L1), tedy v místě, kde se přesně vyvažuje přitažlivost Země a Slunce učinila za dlouhých 20 roků z této sondy nástroj, který nám pomohl blíže pochopit chování naší mateřské hvězdy.
Astronomové poprvé objevili horkou vodní páru v okolí horkého veleobra typu B[e]. Objev ukazuje, že prostředí těchto extrémně horkých hvězd může být chemicky mnohem složitější, než se dosud předpokládalo. Díky velmi přesným infračerveným spektroskopickým měřením se podařilo nejen identifikovat molekuly vody, ale také zpřesnit představy o struktuře plynového disku, vývojového stádia hvězdy i její možné dvojhvězdné povaze. Michaela Kraus ze Stelárního oddělení ASU byla u toho.
Rádiové záření je jedním ze základních diagnostických nástrojů popisujících dění v aktivních procesech na Slunci, zejména erupcích. Některé typy záblesků jsou běžné, jiné se objevují jen zřídka, a to je činí zajímavými. Takzvané pomalu kladně driftující sluneční rádiové záblesky patří mezi ty exotické, jejichž původ dosud nebyl spolehlivě vysvětlen. Mezinárodní tým vědců poprvé vytvořil model, který propojuje skutečná pozorování Slunce s detailními numerickými simulacemi od globální struktury magnetického pole až po mikroskopické děje v plazmatu a pracovníci ASU byli u toho. Výsledky ukazují, že tyto rádiové záblesky pravděpodobně vznikají působením elektronových svazků šířících se podél magnetických smyček ve sluneční koróně.
