Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
Meteory nejsou jen efektní podívanou na noční obloze, ale nesou v sobě informace o chemickém složení malých těles Sluneční soustavy. Nová studie využívající spektra jasných bolidů odhalila souvislost mezi množstvím vodíku v kometárních meteoroidech a jejich velikostí: větší tělesa si dokážou uchovat více těkavých látek. Tento výsledek přispívá do diskuse o původu vody na Zemi a o rozdílech mezi materiálem komet a asteroidů.
Pozorování jasných meteorů – bolidů – má v Oddělení meziplanetární hmoty ASU dlouhou tradici. Práce Vlastimila Vojáčka a jeho kolegů nyní ukazuje, že k rozumnému odhadu některých vlastností bolidů lze použít i nečekaný typ pozorování – snímky z meteorologických družic zaměřené na detekci blesků.
Tým odborníků z Oddělení meziplanetární hmoty ASU podrobně studoval osmici bolidů, jejichž původci byly zjevně železné meteoroidy. Autoři studovali nejen atmosférickou a heliocentrickou dráhu těchto těles, ale modelovali i jejich postupnou fragmentaci. Ukazují, že popisy, které jsou úspěšné v případě milimetrových těles, u těles centimetrových nepostihují realitu dostatečně přesně a spolehlivě.
Tým astronomů z Oddělení meziplanetární hmoty ASU detailně studoval spektra 152 meteorů a klasifikoval je, studoval jejich fragmentaci i to, zda při letu zanechávají stopu. Pozorované vlastnosti svědčí o velmi komplikovaných poměrech, které panovaly ve Sluneční soustavě v době jejího formování, kdy se látka v protoplanetárním disku zřejmě velmi složitě promíchávala.
David Čapek a Jiří Borovička z Oddělení meziplanetární hmoty ASU se v teoreticky zaměřené studii zaměřili na vysvětlení procesů, které vedou ke vzniku meteorů, v jejichž spektrech jsou pozorovány téměř výhradně čáry železa. Ukazují, že ze třech myslitelných modelů pouze jeden odpovídá pozorovaným vlastnostem.
Cokoliv se šustne nad obzorem, o tom čeští astronomové dobře vědí. A nezáleží na tom, že tentokrát proťal zářící objekt oblohu nad hranicí Maďarska a Chorvatska. Pomocí dálkové radarové detekce, pozorování pomocí monitorů náhlých ionosférických poruch, kamerových systémů a velmi kvalitních spektrografů lze odhalit tajemství jasného objektu za hranicemi České republiky. Hvězdárna ve Valašském Meziříčí spolu s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR ve spolupráci s Hvězdárnou Františka Krejčího v Karlových Varech vytvořily konsorcium zabývající se pozorování meteorů pomocí vlastní sítě spektrografů, radarů a monitorů ionosféry a také studiem plazmatu meteorů v laboratorních podmínkách. Ve spolupráci s Ústavem fyziky plazmatu AV ČR vytvoříme tento rok padající hvězdu pomocí nejvýkonnějšího terawattového laseru ve střední Evropě, pražského Asterixu. Možná bude podobná jasnému maďarskému bolidu. Ale o tom snad někdy příště. Nyní se vydejme pátrat po jeho tajemství. Co všechno lze odhalit na dálku z pohodlí českých hvězdáren?
Mezinárodní vědecký tým, jehož součástí byl i Michal Dovčiak z ASU, se zabýval měřením rentgenových spekter a polarizovaného záření přicházejícího od rentgenové dvojhvězdy GRS 1739-278. Tento systém podle výsledků představované studie obsahuje černou díru s hmotností asi šestnácti hmotností Slunce, která rotuje téměř maximální dovolenou rychlostí. Kvůli rychlé rotaci lze v měřeních identifikovat významný příspěvek tzv. vratného záření, které je důsledkem silných jevů obecné relativity v blízkosti černé díry.
Sluneční soustavu netvoří jen osm planet, přes 180 měsíců, 200 velkých a miliony malých asteroidů a možná až 1012 komet, ale také spousta malých těles pohybujících se mezi planetami po nestabilních drahách. Souhrnně jsou nazvána meziplanetární hmotou. Meziplanetární hmota vstupující do atmosféry naší planety ve většině případů zanikne a jediným projevem této události zůstává tzv. meteor. V omezeném počtu případů je těleso dostatečně velké, aby dopadlo až na povrch jako meteorit a mohlo být podrobeno chemické analýze.
Geminidy patří mezi ty nejlépe sledovatelné meteorické roje, každoročně slibující stabilní hodinové frekvence. Přesto jsou tato tělíska do jisté míry mezi jinými meteorickými roji unikátní. Autorský tým z Oddělení meziplanetární hmoty ASU se věnoval zevrubné studii několika exemplářů Geminid pozorovaných vlastními silami, pokrývajících rozsáhlý interval hmotností těles. Autoři studovali jak a proč se tyto objekty rozpadají, jaké mechanické a tepelně-mechanické síly je ovlivňují a co jejich chování říká o vnitřní struktuře a původu těchto těles. Studie přináší ucelený pohled na dynamiku fragmentace meteoroidů různých velikostí a nabízí důkazy, že jejich počáteční praskání je způsobeno tepelným namáháním při nástupu do atmosféry.
Ve spolupráci s kolegy z FMFI UK (Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislavě) byly 11.11.2016 instalovány dvě spektrální kamery s vysokým rozlišením na observatořích Teide a Roque de los Muchachos na Kanárských ostrovech. Instalace obou kamer byla provedena vedle již fungujících celooblohových kamer AMOS, které jsou na obou observatořích v provozu od března 2015. Vzhledem k vynikajícím podmínkám na obou observatořích jsou tyto celooblohové kamery v provozu prakticky každou noc.
V srdci naší Galaxie se nachází extrémně hustá koncentrace hmotných hvězd poblíž supermasivní černé díry Sagittarius A*. Tyto hvězdy — obří a krátkověké — mají rozhodující vliv na okolní prostředí i na to, jak černá díra akumuluje hmotu. Nová práce, v níž důležitou roli sehráli odborníci z ASU představuje nejnovější modely vývoje těchto masivních hvězd založené na modernizovaných předpisech ztrát hmoty. Ukazuje se, že doposud běžně používané modely mohly významně nadhodnocovat ztrátu hmoty v raných fázích hvězdného vývoje. Práce tak nabízí aktualizovaný pohled na interpretaci pozorovaných populací hvězd v centru naší Galaxie.
Na hvězdárně Valašské Meziříčí jsou momentálně v provozu tři kamery opatřené spektroskopickým systémem. Hlavním cílem těchto kamer je zaznamenávání spekter meteorů a tedy zjištění chemického složení meteoroidů a také emisních čar prvků obsažených v atmosféře Země.
Sluneční erupce patří k nejenergetičtějším jevům ve Sluneční soustavě, ale jejich vnitřní průběh zůstává i dnes jen částečně pochopen. Studie Jany Kašparové z ASU a jejích kolegů ukazuje, že klíčové procesy magnetického přepojování mohou probíhat nejen pod strukturou procházející erupcí, ale i přímo uvnitř ní. Díky unikátní kombinaci rádiových, extrémně ultrafialových a rentgenových pozorování autoři detailně rekonstruují počáteční fázi erupce z 2. dubna 2022 a odhalují nové souvislosti mezi strukturou magnetického pole, urychlováním částic a vznikem záření.
Velmi hmotné hvězdy představují krátké, ale mimořádně bouřlivé epizody ve vývoji galaxií. Patří mezi nejintenzivnější zdroje záření, hvězdného větru i výronů hmoty, obohacují své okolí o těžší prvky. Ve svých pozdních fázích mohou nabývat velmi různorodých typů a rozlišit mezi nimi často není snadné – zejména pokud se spoléháme jen na viditelný obor elektromagnetického záření. Michaela Kraus z ASU vedla tým, který si detailně prohlédl šest vybraných hvězd v galaxiích M31 a M33 v blízké infračervené oblasti. Autoři ukazují, že tato část spektra dokáže odhalit znaky, které jsou v optickém oboru skryté, a umožňuje doladit či radikálně změnit dosavadní klasifikaci zkoumaných objektů.
Hvězdokupy se na první pohled mohou zdát klidnými a neměnnými shluky hvězd, ale ve skutečnosti v nich probíhá neustálý dynamický tanec plný těsných přiblížení hvězd, občasných kolizí a výměn energie. Nová studie vedená Václavem Pavlíkem z Oddělení galaxií ASU ukazuje, že právě tyto interakce mezi hvězdami – zejména mezi binárními a jednotlivými – mohou zásadně měnit vnitřní uspořádání hvězd v kulových hvězdokupách. Modely naznačují, že těsná přiblížení hvězd ke dvojhvězdným systémům, konkrétně hmotným binárním černým dírám, napomáhají promíchávání různých populací hvězd.
Nedávná astronomická studie sledující pohyb Sluneční soustavy v minulosti přinesla důkazy, že za zjištěnou anomálií v koncentraci radionuklidu berylia-10 (10Be) v hlubokomořských sedimentech může stát výbuch blízké supernovy. Výzkum využívá vysoce přesná data z mise Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) k rekonstrukci drah Slunce a okolních hvězdokup za posledních 20 milionů let a počítá pravděpodobnost, s jakou v době zaznamenané anomálie došlo v blízkosti Země k hvězdné explozi. Výsledky publikované v časopise Astronomy & Astrophysics naznačují, že blízkost Sluneční soustavy k aktivní oblasti tvorby hvězd v pozdním miocénu významně zvyšuje pravděpodobnost astrofyzikálního vysvětlení záhadného nárůstu pozemského berylia-10.
Dvojhvězda BD+20 5391 se ukázala být mimořádně vzácným případem dvou červených obrů téměř totožné hmotnosti, kteří se vyvíjejí bok po boku. Nová studie vedená týmem z univerzity v Potsdami, na níž spolupracovali i odborníci ze Stelárního oddělení ASU, přináší detailní pohled na jejich fyzikální vlastnosti, oběžnou dráhu a budoucí vývoj. Výsledky naznačují, že z obou obrů brzy začne přetékat hmota do okolí, což může vést buď k jejich splynutí, nebo ke vzniku mimořádně těsné dvojice bílých trpaslíků. Každopádně půjde o jedinečný laboratorní případ vývoje dvojhvězd v pokročilých fázích života.
U některých galaxií si astronomové povšimli přítomnosti čáry v modré oblasti spektra, která patří ionizovanému heliu. Ke vzniku této čáry jsou zapotřebí vysoké energie. Dosavadní vysvětlení – například vliv horkých a hmotných hvězd – se ukazuje jako nedostatečné. Nová studie ukazuje, že klíčovou roli zřejmě hrají rentgenové zdroje: od černých děr v aktivních jádrech galaxií až po dvojhvězdné systémy s kompaktními objekty. Autoři analyzovali rozsáhlý soubor dat a našli těsnou souvislost mezi intenzitou rentgenového záření a emisí helia, která platí napříč různými typy galaxií. Zdá se tedy, že právě rentgenové zdroje jsou hlavním spouštěčem tohoto mimořádného jevu.
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.
Dlouhodobá astronomická pozorování přinášejí unikátní údaje pro studium zajímavých hvězdných systémů. Kataklyzmické proměnné představují fascinující kategorii objektů. V těchto těsných systémech proudí hmota z jedné hvězdy – obvykle vyvinuté chladné hvězdy – na druhou složku, kterou bývá bílý trpaslík. Oběžná dráha je typicky několik hodin. U většiny takových systémů se vytváří z proudící hmoty kolem tohoto trpaslíka akreční disk, ale existuje zvláštní podtřída, kde k tomu nedojde: tzv. polary. Nová studie porovnává dva konkrétní polary – BY Camelopardalis a AR Ursae Majoris – a ukazuje, že přestože patří do stejné kategorie, jejich dlouhodobé chování se zásadně liší.
