Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (216): Gama záblesk s neobvyklým optickým dosvitem
31. ledna 2020 zachytila družice Swift mohutný záblesk gama označený GRB 200131A. Už po necelé minutě se k pozorování přidal ondřejovský robotický Small Binocular Telescope a pořídil snímky, které ukázaly prudký pokles optické jasnosti. Tak rychlý start měření je mimořádně vzácný – právě v těchto prvních minutách se může projevit krátkodobá, ale významná fáze výbuchu: tzv. reverzní rázová vlna, kdy část energie míří zpět do vyvržené hmoty.
Martin Jelínek, Jan Štrobl a René Hudec z ASU a studentka Alžběta Maleňáková z Astronomického ústav Univerzity Karlovy byli součástí rozsáhlého mezinárodního týmu, který se věnoval velmi podrobnému studiu dvou zajímavých záblesků záření gama. V práci se zabývají jednak popisnými vlastnostmi, ale hlavně se autoři snažili určit, co bylo jejich původcem a jaké mechanismy hnaly jejich energetické výtrysky.
Gama záblesky jsou jedním z nejenergetičtějších jevů ve vesmíru. Objeveny byly na konci šedesátých let vojenskými družicemi a v prvních letech jejich pozorování bylo k dispozici více hypotéz vysvětlujících jejich existenci než pozorovaných exemplářů. Petra Suková z ASU společně s kolegy z Polska prezentovala studii spojující v jednom modelu původce dlouhých záblesků gama a vlastnosti černých děr nedávno pozorovaných novým oknem astrofyziky – gravitačními vlnami.
Gama záblesky jsou fascinujícím jevem objeveným koncem šedesátých let šťastnou náhodou. Zatímco záření všech ostatních zdrojů gama záření na obloze počítáme pomalu po jednotlivých fotonech, gama záblesky na krátkou chvíli zasvítí s takovou energií, že přezáří všechny ostatní objekty na obloze (v gama oboru, samozřejmě). Protože je ale u gama záření celkem těžké určit přesně směr odkud přišlo, nevědělo se, odkud vlastně záblesky přicházejí a jejich povaha tak byla dlouho pro mnohé vědce velkou provokací. V tomto sehrály důležitou roli robotické dalekohledy, přičemž španělská síť BOOTES je v provozu již více než deset let. Úspěchy této sítě shrnuje Martin Jelínek z ASU.
Po svém „zrození“ ve Velkém třesku se vesmír skládal převážně z vodíku a několika atomů helia. Jedná se o nejlehčí prvky v periodické tabulce prvků. Během 13,8 miliardy let mezi velkým třeskem a současností vznikly všechny ostatní prvky. Mnoho z těchto těžších prvků vzniklo ve hvězdách procesem jaderné fúze. Tím však vznikly pouze prvky těžké maximálně jako železo. Jak vznikly těžší prvky?
Planety obíhající kolem pulsarů patří k nejpodivnějším světům, které astronomové znají. Jak mohou vzniknout u objektů, jež prošly katastrofickou explozí supernovy? Nová studie ukazuje, že jednou z možností je gravitační „krádež“ planet z cizích hvězdných soustav. Přestože takové zachycené planety zpočátku obíhají po chaotických drahách, numerické simulace naznačují, že některé systémy se mohou během miliard let překvapivě uklidnit a stát se dlouhodobě stabilními. Diplomovou práci s tímto tématem vypracoval Matyáš Fuksa z MFF UK pod vedením Václava Pavlíka a Vladimíra Karase z ASU a Stevena Shorea z Univerzity v Pise.
Na počátku vesmíru, uvnitř horkého a nahuštěného prostředí, byly vytvořeny tři prvky, vodík (H), helium (He) a malé množství lithia (Li). V Mendělejevově periodické tabulce jich je dnes zapsáno celkem 118, valná většina z nich byla s největší pravděpodobností zformována uvnitř jader masivních hvězd, v supernovách a při srážkách neutronových hvězd.
Zelené hrášky a borůvkové galaxie patří k nejextrémnějším galaxiím v dnešním vesmíru. Jsou malé, kompaktní a překotně vytvářejí nové hvězdy. Nová studie vedená astronomy z ASU ukazuje, že tyto objekty žijí převážně v osamělých oblastech kosmu, daleko od hustých galaktických seskupení. Výsledek naznačuje, že jejich mimořádná hvězdotvorba není obvykle spouštěna srážkami galaxií, ale spíše přísunem dosud nezpracovaného plynu.
Ke konci minulého roku jsme zachytili doposud nejjasnější gama záblesk, jenž přišel ze vzdálenosti, kterou současná fyzika považuje za vysoce nepravděpodobnou. Je to ojedinělé pozorování narážející na hranice dnešních fyzikálních teorií nebo je takových více? Nabízejí nové teorie gravitace vysvětlení pro tato pozorování?
Meteory obvykle vnímáme jako jednotlivé světelné stopy na obloze. Víme, že v některých fázích roku jich je více, přičemž tyto tzv. meteorické roje jsou reprezentovány tělísky, která mají společný původ v jednom mateřském tělese. Ve výjimečných případech se však zdá, že meteory někdy přicházejí ve „shlucích“ – skupinách fragmentů jednoho tělesa, které se rozpadlo krátce před vstupem do atmosféry. Analýza těchto vzácných jevů umožňuje nahlédnout do procesů rozpadu meteoroidů v blízkosti Země a odhaluje, jaké fyzikální mechanismy za nimi stojí.
Kdysi dávno byl svět gama záblesků (GRB) pěkně rozdělen pouze na dvě třídy: Dlouhé záblesky s dobou trvání v záření gama delší než 2 s a krátké záblesky, které trvají dobu kratší než 2 s. Dlouhé gama záblesky vznikají při konečné explozi velmi hmotné hvězdy a jsou doprovázeny také velmi energetickou supernovou, což se podařilo prokázat již před 20 lety. Krátké GRB vznikají při splynutí dvou neutronových hvězd, které jsou samy pozůstatkem masivních hvězd, což víme od první detekce gravitačních vln spojených s takovouto událostí v roce 2017.
Mnoho hvězd na obloze a mění jas téměř dokonale sinusově. V mnoha případech je však obtížné až nemožné určit, který z mnoha jevů je příčinou těchto ukázkově pravidelných změn. Nová studie, která je výsledkem magisterského projektu Emy Šipkové pod vedením Marka Skarky z ASU, ukazuje, že za těmito zdánlivě jednoduchými změnami se často skrývá překvapivě složitý příběh, v němž hrají hlavní roli dvojhvězdy, hvězdné skvrny i pulzace.
Astronomy po celém světě uchvátil nezvykle jasný a zároveň dlouhotrvající puls vysokoenergetického záření, který se kolem Země prohnal v neděli 9. října letošního roku. Emise pocházely z gama záblesku (GRB = gamma-ray burst), což jsou ty nejsilnější exploze, k jakým ve vesmíru dochází. Tento gama záblesk se navíc řadí mezi nejjasnější zatím pozorované jevy svého druhu.
Erupce slunečních filamentů jsou považovány za základ výronů hmoty do koróny, známých jako CME, které mohou ovlivňovat i kosmické počasí v okolí Země. Tyto erupce však ne vždy skončí úspěšným výronem hmoty do meziplanetárního prostoru. Nová studie ukazuje, že za „neúspěšnými erupcemi“ filamentů stojí jemná rovnováha mezi magnetickými silami a gravitací – a že jejich následné kmitání může být klíčem k pochopení dynamiky sluneční koróny.
V šestém dílu probíráme novinku o unikátním objevu černé díry střední hmotnosti zjištěnou pomocí gama záblesku a v hlavním tématu se s hostem Michalem Zajačkem z polské akademie věd bavíme o výzkumu středu naší Galaxie.
Srážka sondy DART s měsíčkem Dimorphos byla historickým experimentem planetární obrany. Cílem bylo otestovat, jak se změní oběžná doba tohoto tělesa. Nová studie, na níž se podílel i Petr Pravec z ASU ukazuje, že její dopady sahají ještě dál, než se čekalo – neovlivnila totiž jen oběžnou dráhu měsíčku, ale dokonce i rotaci samotného mateřského tělesa Didymos. Jak je to možné?
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.
Erupce, nejenergetičtější projevy sluneční aktivity, již řadu let nejsou jen doménou sluneční fyziky. Před více než dekádou byly tyto jevy přesvědčivě prokázány též na jiných osamocených hvězdách chladných spektrálních typů na hlavní posloupnosti. Ale co více, jejich odvozené energie o mnoho řádů přesahovaly energie erupcí slunečních. Jenže právě výpočet celkové energie hvězdné erupce je založen na předpokladech, které nemusejí v realitě vůbec nastávat. Petr Heinzel s kolegy z Polska navrhuje vylepšenou metodu pro hodnocení parametrů hvězdných erupcí.
Pavel Spurný a Jiří Borovička z Oddělení meziplanetární hmoty ASU detailně studovali výjimečný případ meteoru ze známého roje Geminid. Tento konkrétní bolid vstoupil do zemské atmosféry rychlostí přes 35 km/s, pronikl výrazně hlouběji než jakýkoli jiný dosud dobře zdokumentovaný meteor patřící k tomuto meteorickému roji a částečně přežil až k dopadu na zemský povrch. Srovnání s jinými exempláři ukazuje, že jde o skutečně výjimečnou událost zaznamenanou objektivními pozorováními.
Některé partie vývoje vesmíru jsou stále opředeny celou řadou otázek. Tak například pozorujeme velmi hmotné velmi staré galaxie, tzv. modrá monstra, v nichž se zřejmě nachází výrazně méně prachu, než by odpovídalo předpokládanému kosmickému vývoji. Na tuto problematiku se zaměřil tým vědců s návrhem modelu, který by nízké zastoupení prachu přirozeně vysvětlil. Mezi nimi i Santiago Jiménez z Oddělení galaxií ASU.
