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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Na Měsíci existuje voda. Samozřejmě pod povrchem. A to nikoli jen vázaná v minerálech nebo zachycená v hlubokém stínu kráterů, ale i ve formě vodního ledu v měsíčním regolitu, hlavně v blízkosti pólů a dokonce i jako podzemní jezera. Nová studie českých vědců přináší důkazy o výrazných rozdílech mezi polárními a nepolárními oblastmi Měsíce a identifikuje konkrétní místa, kde je pro výskyt vody větší pravděpodobnost.
Asteroidy nemusejí být jen osamělými poutníky Sluneční soustavou – některé jsou tvořeny více velikostně srovnatelnými tělesy, jiné mají své malé měsíčky, a další tvoří složité systémy měsíců se dvěma i více tělesy. Nová studie, u níž byli i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU, se zaměřila na málo známou skupinu asteroidů s družicemi obíhajícími na velmi vzdálených drahách. Tyto tzv. „velmi široké binární systémy“ (VWBA, z anglického very wide binary asteroids) představují extrém v dynamice asteroidů a mohou odhalit klíčové stopy o jejich původu, vývoji, i o kolizní historii rané Sluneční soustavy.
