Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
Jedním z omezujících faktorů výpočtu parametrů gravitačního pole Země je hustota, s níž družicová měření různého druhu pokrývají zemský povrch. Téměř každá družice se dostane do dočasného stavu, kdy se průlety nad určitými místy na Zemi opakují krátce po sobě, zatímco nad jinými se neobjevují. Pokud tento stav trvá, tak je hustota měření nedostatečná a odvozené veličiny jsou tím nepříznivě ovlivněné. Omezujícími podmínkami pro přesnost výpočtu zemského gravitačního pole v těchto situacích se zabýval ve své nedávné práci tým vedený Jaroslavem Klokočníkem z ASU. Jejich práce je vyvrcholením série podobných prací různých autorů na dané téma za posledních asi deset let. Výsledky mají význam pro dálkový průzkum obecně, nejen pro mise o gravitačním poli Země.
Data shromážděná sondou NASA s názvem Juno, která byla pořízena pomocí přístroje JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper) na její palubě ukázala nový zdroj tepla v blízkosti jižního pólu Jupiterova měsíce Io. Napovídá to na existenci doposud nepozorovaného vulkánu na povrchu tohoto malého měsíce obří planety. Nová data v oboru infračerveného záření byla získána 16. prosince 2017, kdy se sonda Juno nacházela ve vzdálenosti 470 000 km od měsíce Io.
Dva milióny roků starý led z Antarktidy nedávno odvrtaný týmem výzkumníků poskytuje jasnější pohled na spojení mezi skleníkovými plyny a klimatem v dávných dobách a snad pomůže vědcům porozumět rovněž budoucím klimatickým změnám. V článku publikovaném 30. října 2019 v časopise Nature skupina vědců zkoumala vzduch polapený v podobě bublin v ledu starém 2 milióny roků ke změření obsahu skleníkových plynů – oxidu uhličitého a metanu.
Družicová data mají obrovské využití v praxi. Jednou z aplikací je dálkový průzkum Země, např. v souvislosti s vyhledáváním nalezišť nerostných surovin. Je obvyklé, že pro přesnou lokalizaci je zapotřebí provést měření, např. gravimetrická, v bezprostředním okolí podezřelého místa, a to nejlépe ze Země nebo z letadla. Jaroslav Klokočník z ASU ovšem využil nejmodernější modely zemského gravitačního pole pocházející z družicových i terestrických měření ke globálnímu pohledu na místa nalezišť ropy a zemního plynu v Perském zálivu. Povšiml si, že některé aspekty (deriváty) poruchového gravitačního potenciálu mají v oblastech nalezišť charakteristické chování a mohly by tak posloužit k vytipování míst vhodných pro detailní průzkum.
Co kdyby černé díry nebyly jedinými extrémními objekty ve vesmíru? Nejnovější studie ukazuje, jak skalární a elektromagnetická pole ovlivňují gravitaci kompaktních objektů. Poukazuje tak na možnou existenci tzv. nahých singularit a upozorňuje na nečekané důsledky pro pohyb světla a překvapivé vlastnosti oběžných drah hmoty v jejich okolí. Jiří Horák z ASU byl hlavním autorem článku, který zkoumá možnosti detekce různých typů exotických objektů na základě speciálních vlastností oběžného pohybu, které se mohou projevit v přímém pozorování rentgenového záření akrečních disků, které tyto objekty zpravidla obklopují.
Jedním z nejvýraznějších útvarů na povrchu Marsu je obrovská štítová sopka Olympus Mons tyčící se 26 kilometrů nad okolní pláně v oblasti Tharsis – v rozsáhlé sopečně-tektonické provincii dosahující svými rozměry velikosti Evropy. Existence Tharsis, společně s několika menšími sopečnými centry, dokládá, že sopečná činnost byla na Marsu dříve široce rozšířena. Další rozsáhlý geologický útvar se nachází na východním okraji této provincie. Jedná se o přibližně 4000 kilometrů dlouhý a až 10 kilometrů hluboký systém kaňonů Valles Marineris, jehož vznik není dosud uspokojivě vysvětlen. Sice je často označován za rift, lineární zónu, ve které je litosféra roztahována do stran, ale přesvědčivý důkaz chybí. U pozemských riftů je běžné, že jejich vznik a vývoj je doprovázen sopečnou činností. To vedlo vědce k předpokladu, že by tomu mělo být podobně i v případě Marsu. Jenže se po desetiletí nedařilo přítomnost sopek uvnitř Valles Marineris přesvědčivě prokázat. Změnu přinesl až výzkum mezinárodního týmu vědců pod vedením Petra Brože z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR v. v. i., kterému se podařilo doložit, že se na dně nejhlubšího kaňonu Valles Marineris, v Coprates Chasma, nachází rozsáhlé pole tvořené malými sopkami a lávovými proudy.
Květnová schůzka členů Kosmologické sekce České astronomické společnosti se nesla ve slavnostním duchu. Důvodem byl avizovaný křest Gravitačního atlasu Antarktidy, významné vědecké monografie autorů J. Klokočníka, J. Kosteleckého a A. Bezděka. Modrá posluchárna Matematického ústavu AV se tak stala svědkem znamenité akce, kde dobré šampaňské pocelovalo jednu z vynikajících současných vědeckých publikací. Okuste tedy, milí čtenáři, prostřednictvím Československého časopisu pro fyziku trošku z té slávy a milé nálady, která z fotografií našeho kolegy Františka Lomoze doslova dýchá.
Model gravitačního pole Země (3D model) a výšky geoidu vypočtený z pohybů družice CHAMP v roce 2003Autor: Astronomický ústav AV ČRGravitační síla je základní silou řídící pohyb těles ve vesmíru. Jednoduchý popis známý ze střední školy jako Newtonův zákon všeobecné gravitace však pro přesný popis například oběžných drah umělých družic Země nestačí. Země není z jejich pohledu hmotným bodem, proto je zapotřebí co nejpřesněji znát charakter gravitačního pole Země. To nelze přesně měřit, avšak lze využít přesné znalosti drah umělých družic na nízké oběžné dráze a tvar gravitačního pole Země vypočítat. Přesně tím ze zabývá tým vedený Alešem Bezděkem z AsÚ.
Modří veleobři – hvězdy mnohonásobně větší a hmotnější než Slunce – procházejí dramatickými proměnami během svého života. Nová studie využívající družici TESS zkoumá, jak se tyto hvězdy vyvíjejí a jaké informace lze vytěžit z jejich proměnlivosti. Díky podrobné analýze jednačtyřiceti těchto hvězd získáváme nové poznatky o jejich vnitřní stavbě, rotaci, pulsacích i záhadném šumu nízkých frekvencí, jehož původ stále uniká jistému vysvětlení.
Je možné i v současnosti na Zemi objevit horu? A ne ledajakou, dokonce dominantu v bezprostředním okolí? Vědecký výsledek týmu profesora Jaroslava Klokočníka z Astronomického ústavu AV ČR ukazuje, že to je možné i v dnešní době, kdy je zemský povrch pod bedlivým dohledem kosmických družic, kterým nic neunikne. Přesněji jsou objevy nových hor a pohoří možné právě díky dohledu kosmických družic. Jen ne takových, které pořizují přímé snímky povrchu. Využít se musí jiných měření, konkrétně měření gravitačního pole s patřičným rozlišením, radarově určených výšek povrchu (družicová altimetrie) a výšek pevného povrchu pod ledem určených radarem penetrujícím skrze led na družicích i letadlech. Tým Jaroslava Klokočníka zvolil pro kandidátky na sopky ženská jména. A tak můžeme jen doufat, že v oblasti jezera Vostok se v budoucích mapách objeví pozice dvou „českých“ hor označených jako Dana a Zuzana.
Jak se ve skvrnách na Slunci pohybují jasné útvary zvané penumbrální zrna, a co tento pohyb říká o vnitřní dynamice a magnetickém poli Slunce? Nová studie pomocí pokročilé počítačové simulace nabízí odpovědi, které rozšiřují výsledky předchozích pozorování a odhalují, jak složitý a proměnlivý je život penumbrálních zrníček.
Astronomové díky vesmírné observatoři XMM-Newton poprvé potvrdili přítomnost aktivního galaktického jádra (AGN) v tzv. „zeleném hrášku“ – zvláštním typu trpasličí galaxie s překotnou tvorbou hvězd. Tato objevná studie ukazuje, že i méně zářivé černé díry mohly hrát klíčovou roli při reionizaci raného vesmíru a poskytuje tak cenný pohled na růst černých děr v jeho prvních epochách.
Ne všechny hvězdy se chovají přesně podle kolonky, do níž spadají. Některé z hvězd například vykazují anomálie v chemickém složení, takové označujeme jako chemicky pekuliární. Marek Skarka ze Stelárního oddělení ASU vedl tým, který studoval hned dvojici chemicky pekuliárních hvězd v systému 50 Draconis. Práce ukazuje, že jde o velmi zajímavý systém, v němž se uplatňuje hned několik neobvyklých fyzikálních procesů.
Prach hraje zásadní roli v mezihvězdném prostředí, ovlivňuje vznik hvězd a planetárních systémů, ale také interakci se supernovami. Jaký osud čeká prachové částice po hvězdných erupcích a explozích supernov? Nová studie pomocí pokročilých numerických simulací zkoumá, jak různé faktory – včetně geometrie okolního prostředí a načasování výbuchu – určují, zda prach přežije, nebo bude zničen. Výsledky ukazují, že prach může být odolnější, než se dříve myslelo, a jeho osud závisí na složitém propojení fyzikálních procesů.
Jedna z hlavních otázek současné astronomie je, jak se planety kolem hvězd dostávají na své pozorované oběžné dráhy, které jsou mateřské hvězdě mnohem blíže, než pozorujeme v naší Sluneční soustavě. K rozřešení této záhady může přispět výzkum sklonů oběžných drah exoplanet. Některé studie ukazují, že oběžné dráhy exoplanet mohou být různě orientované vůči rotačním osám mateřských hvězd, což pravděpodobně souvisí s jejich dynamickou historií. Planet, u nichž je taková informace známa, však není mnoho, a každá další je důležitým střípkem do skládačky vývoje planetárních systémů. Jiří Žák z ASU vedl studii, která měřila sklon oběžných drah exoplanet pomocí tzv. Rossiterova-McLaughlinova efektu. Tyto poznatky pomáhají pochopit, jak planetární soustavy vznikají a vyvíjejí se v průběhu milionů let. Významně přispívají i k debatě o stabilitě a obyvatelnosti exoplanetárních systémů.
Modelování pozdních fází vývoje velmi hmotných hvězd je jednou z největších astrofyzikálních výzev současnosti. Navíc jen omezená dostupnost reálných pozorovacích dat činí pokusy o modelování ještě složitějšími, protože je velmi obtížné teoretické výsledky ověřit na skutečných datech. I proto je velmi zajímavou studie Michalise Kourniotise přijatá k publikaci v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Práce se zabývala opravdu zvláštní hvězdou s označením HD 144812.
Velmi rychlé spršky meteorů, označované jako klastry, jsou zřejmě pozůstatky velmi čerstvých rozpadů těles meziplanetární hmoty. Pavel Koten byl hlavním autorem práce, která zevrubně studovala takovou spršku pozorovanou videokamerami v paluby letadla během maxima τ-Herkulid v roce 2022.
Cygnus X-1 je jednou z nejznámějších rentgenových dvojhvězd v naší Galaxii. Tato soustava se skládá z masivního modrého nadobra a neviditelného společníka, který je považován za černou díru. Dvojhvězda je sledována dlouhodobě celou řadou přístrojů. Maïmouna Brigitte z Oddělení galaxií ASU studovala jednotlivé složky akretujícího systému na základě nové sady pozorování v optické i rentgenové oblasti spektra.
Cirkumjaderný disk představuje hlavní zdroj látky pro akreci na supermasivní černou díru v centru naší Galaxie. I když je v současnosti tato akrece pomalá, existují důkazy, že v minulosti se opakovaně epizodicky zvýšila. Představovaná práce vyhodnocuje, jakou úlohu by v tomto mohly hrát exploze supernov v blízkém okolí jádra Galaxie.
Meteorické roje jsou fascinujícím astronomickým jevem, který lidstvo sleduje po staletí. V odborníky používaném katalogu je rojů zaneseno více než sto, ale u mnohých z nich jsou údaje značně nepřesné. V některých případech lze i spekulovat, zda uvedený roj s jednoznačnou identifikací vůbec existuje. V představované práci se pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU pustili do reklasifikace prázdninových rojů, jejichž radianty se nacházejí v souhvězdích Labutě a Draka.
