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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Jak vlastně vznikají hvězdokupy a proč se některé oblaky plynu promění jen v několik procent hvězd, zatímco jiné dokážou přetavit většinu své hmoty do hvězdné populace? Nová studie především českých astronomů z Oddělení galaxií ASU ukazuje, že jedním z klíčových faktorů může být chemické složení mezihvězdného plynu. Pomocí rozsáhlého souboru numerických modelů autoři zjistili, že v prostředích chudých na těžší prvky může hvězdotvorba probíhat déle, být účinnější a vést ke vzniku mimořádně hmotných hvězdokup. Výsledky mohou pomoci vysvětlit vznik kulových hvězdokup v raném vesmíru i nová pozorování z kosmického dalekohledu JWST.
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.
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.
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.
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.
