Obsah 1. Z´ aklady astronomie 2 1.1. Fotometrie, Interferometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Spektroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. HR diagram, barevn´ y diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Hvˇezdy - stavba, hydrostatick´ a rovnov´aha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. Hvˇezdy - zdroje a pˇrenos energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. Slunce jako vzorov´ a hvˇezda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Aktivity Slunce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Vznik hvˇezd a poˇc´ ateˇcn´ı v´ yvoj aˇz po hlavn´ı posloupnost . . . . . . . . . . . . . . 1.9. Z´avˇereˇcn´ a st´ adia a v´ yvoje hvˇezd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.10. Dvojhvˇezdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11. Hvˇezdokupy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.12. Naˇse Galaxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.13. Typy a vlastnosti galaxi´ı, velkorozmˇerov´e struktury ve vesm´ıru . . . . . . . . . . 1.14. Aktvin´ı galaxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.15. Kosmologie - prvn´ı pˇredstavy, Newton˚ uv model, paradoxy, kosmologick´ y princip 1.16. Souˇcasn´ y model vesm´ıru - velk´ y tˇresk, relikn´ı z´aˇren´ı, Hubbleova konstanta . . . . 1.17. V´ yvoj vesm´ıru - historie a budoucnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.18. Pozorovatelsk´ a kosmologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.19. Nebezpeˇc´ı z kosmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˇ 1.20. Zivot ve vesm´ıru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 2 3 3 4 5 5 5 7 8 9 9 10 10 11 11 12 13 14 15 15
1. Z´ aklady astronomie 2 1.1. Fotometrie, Interferometrie • Studium hvˇezd, pomoc´ı pozorov´ an´ı, nem˚ uˇzeme se k nim pˇribl´ıˇzit
Vizu´ aln´ı fotometrie • W.Herschel - srovn´ an´ı promˇenn´e hvˇezdy s jinou hvˇezdou slovnˇe. • Angelander - Prvn´ı kvantitativn´ı metoda srovn´an´ı stupnˇe 0 aˇz 4. • E. Pickering - dvˇe hvˇezdy a promˇenn´a hvˇezda, rozd´ıl v odhadovan´ ych stupn´ıch 10 Jednalo se o subjektivn´ı metody s malou pˇresnost´ı a spolehlivost´ı. Jej´ımi v´ yhodami byla snadnost. Fotografick´ a fotometrie J. Draper - prvn´ı astrofotografie - Mˇes´ıc N´asledovali fotky Slunce a hvˇezd (Vega), d´ıky dlouh´ ym expozic´ım bylo moˇzn´e z´ıskat sn´ımky hvˇezd, kter´e nejsou stejn´ ym dalekohledem vyzu´alnˇe pozorovateln´e. Z´aznam na fotografie je trval´ y a m˚ uˇzeme se k nˇemu pozdˇeji vr´atit. Po druh´e svˇetov´e v´alce se zaˇcala uplatˇ novat fotoelektrick´ a fotometrie. Od devades´at´ ych let CCD kamery. Fotoelektrick´ a fotometrie • prvn´ı mˇeˇren´ı pomoc´ı fotonky - 1892 Will Monck • z´akladem fotoelektrick´e fotometrie je fotometr, kter´ y se skl´ad´a z foton´asobiˇce • jej´ımi v´ yhodami byla pˇresnost, mezi nev´ yhody patˇr´ı cena, n´aroˇcnost na pozorov´an´ı a zpracov´ an´ı
Obr 1: Foton´asobiˇc Foton vyraz´ı z katody elektron, elektron postupnˇe nar´aˇz´ı do dynod. Z dynod vyr´aˇz´ı dalˇs´ı elektrony, zn´asob´ı se. Na anodˇe vznikne mA proudov´e pulzy. Mˇeˇren´ı jasnost´ı hvˇezd. CCD fotometrie Prvn´ı CCD ˇcip 1969, z kˇrem´ıku, mˇel slouˇzit jako elektonick´a pamˇet’. CCD ˇcipy pouˇz´ıvaj´ı jako foton´asobiˇc fotoelektrick´ y jev, detektor je ale dvojrozmˇern´ y. Spektr´aln´ı citlivost 400 aˇz 1200 nm. Nelze fotit jen tak, nutnost poˇr´ıdit dalˇs´ı sn´ımky pro korekci. Flat sn´ımek - rovnomˇernˇe osvˇetlen´ y plocha (za soumraku). Dark sn´ımek - stejn´ a expoziˇcn´ı doba, stejn´a teplota ˇcipu. Bias sn´ımek - sn´ımek pˇri zavˇren´e z´ avˇerce kamery.
UPRAVENY SNIMEK =
ORIGINALNI SNIMEK − BIAS − DARK FLAT
Interferometrie M´ısto jednoho gigantick´eho dalekohledu, pouˇzijeme v´ıce menˇs´ıch a levnˇejˇs´ıch dalekohled˚ u. Sign´ aly z nich n´am pak daj´ı celkov´ y obr´ azek. Pouˇzit´ı radioteleskopy pro pˇr´ıjem dlouhovln´eho z´aˇren´ı. Pˇr´ıklady VLA - Nov´e Mexiko, ALMA - Atacama Chile. Urˇcuj´ı se pr˚ umˇery hvˇezd, dvojhvˇezdn´e p´ary a exoplanety.
1.2. Spektroskopie Zkoum´a spektra hvˇezd. Vych´ az´ı se z CCD sn´ımku, ze kter´eho se zpracov´av´a spektrogram (skl´ ad´ a se ze spektr´aln´ıch ˇcar). Z tˇechto ˇcar pot´e m˚ uˇzeme z´ıskat teplotu a chemick´e zastoupen´ı prvk˚ u. Z polohy ˇcar zjist´ıme jestli se od n´ as objekt vzdaluje, nebo zda se k n´am pˇribliˇzuje a jakou rychlost´ı. Po srovn´an´ı se pouˇz´ıvaj´ı laboraton´ı spektra a syntetick´a spektra. Ze spektra m˚ uˇzeme zjistit sloˇzen´ı atmosf´er hvˇezd (exoplanet), sloˇzky dvojhvˇezd, jejich radi´aln´ı rychlost a pomˇer jejich hmotnost´ı.
1.3. HR diagram, barevn´ y diagram Hertzsprung-Russel˚ uv diagram • 1910 - prvn´ı grafick´ a podoba HR diagramu • 1905 - Hertzsprung - studiem hvˇezd zn´am´ ych absolutn´ıch hvˇezdn´ ych velikost´ı a spektr´aln´ıch tˇr´ıd. Jasnˇejˇs´ı hvˇezdy obˇri (velryby mezi rybami) v´ ystup byla tabulka. • Russel - vztah mezi z´ aˇriv´ ym v´ ykonem a teplotou hvˇezdy, stejn´ y v´ ysledek, obˇri a trpasl´ıci, v´ ystup byl diagram. • HR diagram je nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı astronomick´ y diagram. Najde vyuˇzit´ı pˇri odhadech vzd´alenost´ı a v´ yzkumu hvˇezdokup. Barevn´ y diagram • N´ahraˇzka HR diagramu pro hvˇezdy cca stejnˇe daleko (hvˇezdokupy, galaxie) • M´ısto spektr´ aln´ı tˇr´ıdy je barevn´ y index a m´ısto absolutn´ı hvˇezdn´e velikosti pozorovan´a hvˇezdn´ a velikost. Je to kv˚ uli tomu nelze poˇr´ıdit spektra jednotliv´ ych hvˇezd. • Vyuˇzit´ı najde pˇri urˇcen´ı vzd´ alenost´ı hvˇezdokup a jejich st´aˇr´ı.
3
Obr 2: Rozloˇzen´ı hvˇezd na HR diagramu
1.4. Hvˇ ezdy - stavba, hydrostatick´ a rovnov´ aha Hvˇezdy kulovit´eho tvaru, mohou m´ıt setiny hmotnost´ı Slunce aˇz stovky hmotnost´ı Slunce, trpasl´ıci, obˇri, veleobˇri. Mohou se vyskytovat osamocen´ı, p´ary, v´ıce n´asobn´e soustavy, hvˇezdokupy, galaxie. Slunce je k n´ am nejbl´ıˇze, hvˇezdy jsou tvoˇren´e plazmatem (ionizovan´ ym plynem sloˇzen´ ym z iont˚ u a elektron˚ u. Je kvazineutr´ aln´ı a vykazuje kolektivn´ı chov´an´ı (schopnost generovat elektrick´ aa magnetick´a pole a tak´e na nˇe reagovat). Nabit´e ˇc´astice v plazmatu jsou schopny ovlivˇ novat pohyb dalˇs´ıch ˇc´astic na pomˇernˇe velkou vzd´ alenost. Prvn´ı u ´vahy o Slunci - rozˇzhaven´ a kamen´a koule, obˇr´ı vulk´any sopt´ıc´ı v temnot´ach. V roce 1925 pˇriˇsla Gaposkinov´ a s tvrzen´ım, ˇze vˇetˇsina hvˇezd je ze 75 procent z vod´ıku. O p´ar let pozdˇeji n´ avrh jadern´e synt´ezy vod´ık na helium. Anatomie hvˇ ezdy Nitro hvˇezdy - Nem˚ uˇzeme pozorovat, m´enˇe dostupn´ y neˇz jak´akoliv jin´a ˇc´ast vesm´ıru. Z nitra hvˇezdy k n´am nepronikne ˇz´ adn´ y foton, hmotou hvˇezdy proniknou jen neutrina. Helioseismologie zkoum´ a vnitˇrek Slunce pomoc´ı zvukov´ ych vln. Frekvence pozorovan´ ych oscilac´ı z´avis´ı na r˚ uzn´ ych vlastnostech Sluneˇcn´ıho nitra (hustota materi´ alu, u ´hlov´a frekvence, rychlost zvuku. V j´adru hvˇezdy vznik´a energie za vysok´e teploty (aˇz 109 ) a velk´e hustoty (aˇz 109 ). Atmosf´era hvˇezdy - pˇr´ıstupn´ a naˇsemu pozorov´an´ı, nejlepˇs´ı kdyˇz se mˇen´ı jasnost (dvojhvˇezdy, moˇznost urˇcen´ı teploty, hustoty, tlaku a sloˇzen´ı atmosf´er). • Fotosf´era - vznik foton˚ u, kter´e pozorujeme, teplota se vzd´alenost´ı kles´a a u Slunce je ˇsirok´ a 135 aˇz 200 km. • Chromosf´era - nˇekolikr´ at silnˇejˇs´ı neˇz fotosf´era, teplota se vzd´alenost´ı roste. • Kor´ona - mal´ a hustota, tlouˇst’ka 106 km, korona volnˇe pˇrech´az´ı do hvˇezdn´eho vˇetru, teplota se vzd´alenost´ı opˇet roste, m˚ uˇzeme ji pozorovat pˇri zatmˇen´ı Slunce.
4
Hydrostatick´ a rovnov´ aha FG = FV Z , rovnov´aha mezi tepeln´ ym tlakem p˚ usob´ıc´ım smˇerem ven z hvˇezdy a t´ıhou materi´ alu tlaˇc´ıc´ıho smˇerem dovnitˇr. Pokud by tyto s´ıly nebyly v rovnov´aze doˇslo by k zhroucen´ı hvˇezdy nebo k explozi.
1.5. Hvˇ ezdy - zdroje a pˇ renos energie Zdroje - prvn´ı pˇredstavy hovoˇrily o rozˇzhaven´em kotouˇci, chemick´em hoˇren´ı, gravitaˇcn´ım smrˇst’ov´ an´ı, dopadech meteor˚ u, jadern´ ych ˇstˇepen´ı a jadern´ ych reakc´ı. • Proton-protonov´ y ˇretˇezec - ˇctyˇri j´ adra vod´ıku se nˇekolika reakcemi postupˇe promˇen´ı na jedno j´adro helia a dojde k uvolnˇen´ı energie ve formˇe foton˚ u, pozitronu a neutrin. Tento ˇretˇezec je nej´ uˇcinˇejˇs´ı do teploty 20 mili´ on˚ u kelvin˚ u. • CNO cyklus - opˇet ˇctyˇri protony na jedno j´adro helia, ale do reakc´ı vstupuje i atom uhl´ıku, dus´ıku a kysl´ıku (CNO), doch´ az´ı k nˇemu u ˇzhav´ ych hvˇezd (spektr´aln´ı tˇr´ıda F) • Reakce 3α - ˇr´ adovˇe sto mili´ on˚ u kelvin˚ u, tˇri j´adra helia + alfa ˇc´astice pˇrejde na uhl´ık, z´avˇereˇcn´ a f´aze v´ yvoje hvˇezd. Pˇ renos energie - tˇri typy • Pˇrenos z´aˇren´ım - stoprocentn´ı u ´ˇcinnost jen v pr´azdn´em prostoru, jde o velmi pomal´ y proces v nitru. Hvˇezdn´ a l´ atka br´ an´ı pr˚ uletu foton˚ u. Fotony jsou mnohokr´at pohlceny a jin´e opˇet vyz´aˇreny. • Proudˇen´ım (Konvekc´ı) - proudy tepl´e l´atky stoupaj´ı vzh˚ uru a po ochlazen´ı vyz´aˇren´ım zase klesaj´ı dol˚ u. Podm´ınkou pro vznik proudˇen´ı je nepr˚ uhledn´ y materi´al hvˇezdy (opacita), zdroj energie ve velmi mal´em objemu, konvektivn´ı vrstvy pod fotosf´erou. • Pˇrenos veden´ım - pˇrenos pomoc´ı voln´ ych elektron˚ u, l´atka m´a vlastnosti kov˚ um, vyskytuje se u hvˇezd na konci v´ yvoje b´ıl´ı trpasl´ıci.
1.6. Slunce jako vzorov´ a hvˇ ezda Slunce je nejpodrobnˇeji a nejl´epe prozkouman´a hvˇezda, Slunce je hvˇezda neobyˇcejn´a a nadpr˚ umˇern´ a. Spektr´aln´ı tˇr´ıda G2V, teplota 5000 - 6000 K, sloˇzen´ı 73,8 % vod´ıku 23,85 % helium a 1,34 % tˇeˇzˇs´ı prvky (O, C, Fe, Ne, N, S . . . ). Pomˇern´e zastoupen´ı jednotliv´ ych prvk˚ u ve hvˇezd´ach se oznaˇcuje jako abundance. Polovina vod´ıku uˇz byla pˇremˇenˇena na h´elium, j´adru Slunce m´a tedy sloˇzen´ı 35 % vod´ıku, 63 % helium a 2 % ostatn´ı prvky.
1.7. Aktivity Slunce Fotosf´ era • Sluneˇcn´ı skvrny ˇ asti Umbra (stˇred) a penumbra (okraj), ˇzivotnost hodiny i mˇes´ıce, vznikaj´ı interakcmi – C´ magnetick´eho pole Slunce. Maj´ı niˇzˇs´ı teplotu a proto se jev´ı, jako tmav´e oblasti. Urˇc´ıme pomoc´ı nich rotaci Slunce (27,3 dne). Slunce nerotuje jako tuh´e tˇeleso, na rovn´ıku nejrychleji, k p´ ol˚ um rychlost kles´ a. Od poˇctu skvrn se odvozuj´ı pˇr´ıznaky aktivity Slunce, tento cyklus m´ a periodu 11,3 let. 5
• Okrajov´e ztˇemnˇen´ı – Na okraj´ıch se d´ıv´ ame do menˇs´ı hloubky neˇz ve stˇredu kotouˇce, stˇred kotouˇce z´aˇr´ı v´ıce neˇz okraje. • Granulace – Granule zrna o velikosti cca 700-1000 km vrcholky vzestupn´ ych proud˚ u plazmatu. • Fakule – Svˇetl´e skvrnky nejn´ apadnˇejˇs´ı na okraji sluneˇcn´ıho kotouˇce m´ısta s vyˇsˇs´ı teplotou neˇz okoln´ı prostˇred´ı Chromosf´ era • Erupce – N´ahl´e zjasnˇen´ı chromosf´ery, prov´azen´e siln´ ym vyz´aˇren´ım na r˚ uzn´ ych frekvenc´ıch. Erupce vznikaj´ı v m´ıstech siln´ ych magnetick´ ych pol´ı. Doba trv´an´ı des´ıtky minut. • Flokule – Jasn´e m´ısto ve chromosf´eˇre, v´ıce jich tvoˇr´ı chromosf´erickou s´ıt’ • Spikule – vrcholky flokul´ı • Sluncetˇresen´ı ˇ ıdk´ Kor´ ona R´ y plyn obklopuj´ıc´ı Slunce, pozorov´an´ı pˇri u ´pln´em zatmˇen´ı, nem´a pevnou hranici. • Protuberace – Shluky plazmatu - vystupuj´ı z Chromosf´ery do kor´ony. Heliosf´ era Zvlnˇen´e proudov´e vrstvy uvnitˇr Sluneˇcn´ı soustavy - oddˇeluj´ı opaˇcnˇe orientovan´e meziplanet´arn´ı magnetick´e pole. Je to nejvˇetˇs´ı u ´tvar ve Sluneˇcn´ı soustavˇe. • Sluneˇcn´ı v´ıtr – Poskytuje n´ am pˇresn´e chemick´e sloˇzen´ı Slunce. Zachyt´avaj´ı ho druˇzice nebo kosmick´e sondy. Pomal´ y v´ıtr 300 km/s , rychl´ y 700-800 km/s. Velmi rychl´ y vede k meziplanet´arn´ı bouˇri.
6
1.8. Vznik hvˇ ezd a poˇ c´ ateˇ cn´ı v´ yvoj aˇ z po hlavn´ı posloupnost Hvˇezdn´e porodnice - GMC (obˇr´ı molekul´arn´ı mraˇcna), rozmˇery 10-50 pc teplota 15 K, z jednoho mraku vzniknou des´ıtky aˇz tis´ıce nov´ ych nov´ ych hvˇezd. V´ yvojov´e etapy trvaj´ı 40 aˇz 50 mili´on˚ u let. ˇ Zivotnost Slunce 10 mld let Mraˇ cna plyn˚ u a jeho fragmentace • Mraˇcno je v hydrostatick´e rovnov´ aze FG = FV Z , je tˇreba vnˇejˇs´ıch podm´ınek aby gravitaˇcn´ı s´ıla porazila FV Z , dojde ke kolapsu. Kolaps m˚ uˇze vyvolat sr´aˇzka s jin´ ym mraˇcnem, v´ ybuch bl´ızk´e supernovy, pr˚ uchod mraˇcna spir´ aln´ımi rameny galaxie. Fragmentace mraˇcna na shluky a ty d´ ale na j´adra. Cel´e GMC se rozdˇel´ı na hust´a j´adra o hmotnosti srovnateln´e s hmotnost´ı hvˇezd. Samostatn´ y kolaps fragmentu • Fragment se chov´ a jako plynn´ a koule o hmostnosti 1 aˇz 2 Slunc´ı. Jeho velikost je 100 kr´at vˇetˇs´ı neˇz Sluneˇcn´ı soustava. Centr´ aln´ıho tˇelesa kolem 100 K , energie snadno unik´a do prostoru, dojde ke smrˇst’ov´ an´ı a t´ım zv´ yˇsen´ı hustoty. Rozte teplota a tlak, zastav´ı se fragmentace, ale smrˇst’ov´ an´ı pokraˇcuje. Protohvˇ ezda • Velmi rychl´e smrˇst’ov´ an´ı, rozmˇery srovnateln´e s rozmˇery Sluneˇcn´ı soustavy v centru hust´a nepr˚ uhledn´ a ’ oblast. Centr´ aln´ı teplota 10 000 K. Hmotnost protohvˇezdy roste a objekt se st´ale smrˇst uje. Jde o velmi kr´ atkou etapu. Protohvˇezda m´a disk z prachu po zformov´an´ı protohvˇezdy zmiz´ı nebo se z nˇej sloˇz´ı planety, ˇc´ ast je odvanuta pryˇc po zap´alen´ı jadern´ ych reakc´ı. Kelvinova-Helmholtzova kontrakˇ cn´ı f´ aze • Rychl´e smrˇst’ov´ an´ı, roste hustota a teplota aˇz na mili´on Kelvin˚ u v j´adˇre. Zpomalen´ı smrˇst’ov´ an´ı teplota nestaˇc´ı k zapal´en´ı jadern´ ych reakc´ı. Zaˇriv´ y v´ ykon tis´ıce Slunc´ı, pokryje ho potenci´ aln´ı energie. Poprv´e m˚ uˇzeme hvˇezdu zakreslit na HR diagram. Hayashiho v´ yvojov´ a cesta • Smrˇst’ov´an´ı pokraˇcuje, centr´ aln´ı teplota kolem pˇeti mili´on˚ u Kelvin˚ u. Zmenˇsuje se polomˇer, t´ım kles´a z´aˇriv´ y v´ ykon a teplota z˚ ust´ av´ a stejn´a. Zrozen´ı nov´ e hvˇ ezdy • Hmotnost sluneˇcn´ı, teplota v j´ adˇre dos´ahla na mez pro zap´alen´ı jadern´ ych reakc´ı. Velikost vˇetˇs´ı neˇz Slunce. Hmotnost Slunce, teplota na povrchu menˇs´ı neˇz na Slunci. Hvˇezda st´ale nen´ı v hydrostatick´e rovnov´ aze. Hvˇ ezda dosed´ a na hlavn´ı posloupnost • Teplota v j´ adru, z´ aˇriv´ y v´ ykon, teplota na povrchu, to vˇse se rovn´a pˇribliˇznˇe Sluneˇcn´ı. Hvˇezda je v hydrostatick´e rovnov´ aze.
7
10000 1000 100 1
4 5 7 Slunce
100R 10R 1R
6
4000
3000K
Obr 3: Jednotliv´e f´aze v HR diagramu
1.9. Z´ avˇ ereˇ cn´ a st´ adia a v´ yvoje hvˇ ezd Stejnˇe tak jako d˚ uchodci pˇri n´ astupu do tramvaje, tak i st´arnouc´ı hvˇezdy zrychl´ı. Ve f´azi obra a veleobra v´ yvoj prudce zrychl´ı, dojde ke smrˇst’ov´an´ı nitra a k rozp´ın´an´ı ob´alky. Centr´aln´ı teplota dosahuje 100 mil Kelvin˚ u. Helium pˇrech´ az´ı na uhl´ık pomoc´ı 3α procesu. Hvˇezda ztrat´ı 30 aˇz 85 % hmoty ve formˇe hvˇezdn´eho vˇetru. Z´ avˇereˇcn´a st´adia z´avis´ı na poˇc´ateˇcn´ı hmotnosti hvˇezdy. Stabiln´ı ˇ ˇ Cern´ y trpasl´ık (CT), B´ıl´ y trpasl´ık (BT), Neutronov´a hvˇezda (NH), kvarkov´a hvˇezda (KH). ˇ • Poˇc´ateˇcn´ı hmotnost menˇs´ı neˇz 0,0075 hmotnosti Slunce - Hnˇed´ y trpasl´ık (Cern´ y trpasl´ık) • Poˇc´ateˇcn´ı hmotnost vˇetˇs´ı neˇz 0,0075 hmotnosti Slunce a menˇs´ı neˇz 0,5 hmotnosti Slunce - Vyhoˇr´ı vod´ık a z hvˇezdy se stane h´eliov´ y trpasl´ık • Poˇc´ateˇcn´ı hmotnost vˇetˇs´ı neˇz 0,5 hmotnosti Slunce a menˇs´ı neˇz 11 hmotnosti Slunce - Zap´ al´ı se vod´ık a potom i helium. Hvˇezdn´ y v´ıtr odnese obal, z˚ ustane jen ˇzhav´e hust´e j´adro. J´adro chladne a z hvˇezdy se stane b´ıl´ y trpasl´ık • Poˇc´ateˇcn´ı hmostnot vˇetˇs´ı neˇz 11 hmotnost´ı Slunce - zhoˇr´ı postupnˇe i dalˇs´ı prvky aˇz po Fe a z hvˇezdy se stane neutronov´ a hvˇezda. Nestabiln´ı Hypernovy a Supernovy. • Poˇc´ateˇcn´ı hmotnost vˇetˇs´ı neˇz 11 hmotnost´ı Slunce a ve stadium obra je hmotnost hvˇezdy vˇetˇs´ı neˇz 8 hmotnost´ı Slunce - zapaluj´ı se aˇz po Fe, centr´aln´ı oblast se zhrout´ı (NH) a energie se uvoln´ı ve formˇe supernovy. 8
• Poˇc´ateˇcn´ı hmotnost vˇetˇs´ı neˇz cca 50 hmotnost´ı Slunce a hmotnost j´adra vˇetˇs´ı neˇz 3 hmotnosti Slunce - kolaps se nezastav´ı, vznik ˇcern´e d´ıry. Energie se uvoln´ı ve formˇe hypernovy.
1.10. Dvojhvˇ ezdy - Optick´e a fyzick´e dvojhvˇezdy. Vizu´ aln´ı dvojhvˇ ezdy Skuteˇcn´ y fyzick´ y p´ar ob´ıhaj´ıc´ı kolem spoleˇcn´eho tˇeˇziˇstˇe, vizu´aln´ı protoˇze pomoc´ı oˇc´ı ˇci dalekohledu je dok´ aˇzeme rozliˇsit (Mizar - Alcor). Prvn´ı pozorovat´e dvojhvˇezd Galileo Galilei v 17. stolet´ı, po nˇem Herschel, ten vytvoˇr´ıl i katalogy. Pokud zn´ame u dvojhvˇezdy jej´ı periodu a velkou poloosu lze zjistit dynamickou paralaxu dvojhvˇezdy i hmotnost obou sloˇzek. Existuje 100 000 vizu´aln´ıch dvojhvˇezd. Astrometrick´ e dvojhvˇ ezdy Sirium a Prokyon - nesedˇela velikost rektascenz´ı, zjistilo se, ˇze maj´ı pr˚ uvodce. Sirius a Prokyon typiˇct´ı pˇredstavitel´e astrometrick´ ych dvojhvˇezd, vid´ıme jen jednu jasnˇejˇs´ı sloˇzku, druh´a je skryt´ a. Skryt´ a sloˇzka zp˚ usobuje zvlnˇen´ı vlastn´ıho pohybu jasnˇejˇs´ı sloˇzky. Vyuˇzit´ı u exoplanet. Spektroskopick´ e dvojhvˇ ezdy Doch´ az´ı u nich ke zmˇen´am ve spektru, jednotliv´e sloˇzky se stˇr´ıdavˇe vzdaluj´ı a pˇribliˇzuj´ı (Doppler˚ uv jev), pozorov´an´ı Pickering a jeho ˇzeny (Mizar). Z´ akrytov´ e dvojhvˇ ezdy Nejzaj´ımavˇejˇs´ı, jednotliv´e sloˇzky se navz´ajem zakr´ yvyj´ı. Vˇetˇsinou je nerozliˇs´ıme pozorujeme spoleˇcn´e svˇetlo obou hvˇezd (Algol), doch´az´ı u nich ke zmˇen´am jasu. Z pozorov´ an´ı m˚ uˇzeme zjistit pomˇery hmotnost´ı, rozmˇer˚ u, z´aˇriv´ ych v´ ykon˚ u sloˇzek.
1.11. Hvˇ ezdokupy - uskupen´ı des´ıtek aˇz mili´ on˚ u hvˇezd, kter´e maj´ı spoleˇcn´ y p˚ uvod a jsou gravitaˇcnˇe v´azan´e. Kulov´ e hvˇ ezdokupy Kulovit´ y tvar, st´aˇr´ı se pohybuje kolem 10 aˇz 13 miliard let, poˇcet hvˇezd desetitis´ıce aˇz mili´ ony. Mezi ˇcleny hvˇezdokupy jsou mal´e vzd´alenosti a tyto ˇclenov´e maj´ı vysok´ y obsah tˇeˇzˇs´ıch prvk˚ u (jin´e prvky neˇz vod´ık a helium). Skl´adaj´ı se ze star´ ych hvˇezd, kulov´e hvˇezdokupy najdeme kolem stˇredu galaxie, je jich kolem 200. ˇ Otevˇ ren´ e hvˇ ezdokupy Casem se rozpadnou. Nepravideln´ y tvar, poˇcet hvˇezd des´ıtky aˇz stovky obsahuj´ı mlad´e hvˇezdy, poˇcet v galaxii kolem 2100. Hlavn´ımi z´astupci jsou Plej´ady (mlad´e), Jesliˇcky (starˇs´ı), M67 (star´ a). Vznikaj´ı pobl´ıˇz velk´ ych molekul´arn´ıch mraˇcen (GMC), st´aˇr´ı se pohybuje kolem mili´on˚ u let. • Pohybov´e hvˇezdokupy - pˇribliˇznˇe deset nejbliˇzˇs´ıch otevˇren´ ych hvˇezdokup, m˚ uˇzeme u nich mˇeˇrit zmˇeny poloh v˚ uˇci vzd´ alenˇejˇs´ım hvˇezd´am (Plej´ady, Hyj´ady). Hybridn´ı - zvl´ aˇ stn´ı NGC 6791 - jedna z nejstarˇs´ıch otevˇren´ ych hvˇezdokup, poˇcet hvˇezd tis´ıce, ale 8 miliard let star´ ych, vysok´ y obsah tˇeˇzk´ ych prvk˚ u. Tyto tˇeˇzk´e prvky se v galaxii hromad´ı velmi pomalu.
9
1.12. Naˇ se Galaxie Skl´ad´a se z hvˇezd, mezihvˇezdn´e l´ atky a skryt´e hmoty. Galaxie - gravitaˇcnˇe v´azan´ y strukturovyn´ y a organizovan´ y syst´em. Vˇetˇsinu l´ atky v naˇs´ı Galaxii neuvid´ıme, je uloˇzena v temn´em halu. Pouze 10 % l´atky z´aˇr´ı. poˇcet hvˇezd v Galaxii 400 mld. Pr˚ umˇer Galaxie je 100 000 svˇeteln´ ych let (30 kpc). Slunce je asi 8 kpc vzd´ aleno od stˇredu. S prvn´ı modelem Galaxie pˇriˇsel W. Herschel - ˇspatnˇe pˇredpokl´adal, ˇze dohl´edne aˇz na hranici Galaxie. Nebral v potaz extinkci, nav´ıc vˇsechny hvˇezdy nemaj´ı stejn´ y z´ aˇriv´ y v´ ykon. S druh´ ym modelem pˇriˇsel Kapteyn, ten ale nevˇedˇel o extinkci, pˇriˇsel ale s t´ım, ˇze Galaxie je vˇetˇs´ı a Slunce nen´ı v jej´ım stˇredu. Kulov´e hvˇezdokupy tvoˇr´ı kostru Galaxie, jej´ı stˇred leˇz´ı v souhvˇezd´ı Stˇrelce. Galaktick´ a d´elka l (0◦ aˇz 360◦ ), galaktick´a ˇs´ıˇrka (0◦ aˇz 90◦ ). Extinkce • Zkresluje pohled na okoln´ı vesm´ır. Plyn - nejhmotnˇejˇs´ı sloˇzka, zejm´ena vod´ık, molekul´arn´ı oblaka, mlhoviny. Prach - 1 % z hmotnosti mezihvˇezdn´e l´atky, kˇrem´ık, uhl´ık, kovov´a a ledov´a zrnka. Anatomie Galaxie • Kulov´a sloˇzka (halo) - zploˇstˇel´ a koule, pr˚ umˇer 50 kpc, nejstarˇs´ı hvˇezdy v galaxii, st´aˇr´ı aˇz 12 mld, kulov´e hvˇezdokupy. • Diskov´a sloˇzka - pr˚ umˇer 30 kpc, mimo stˇred, s´ıˇrka 1 kpc u stˇredu 4 aˇz 5 kpc. • Ploch´a sloˇzka - nejmladˇs´ı hvˇezdy, vytv´aˇr´ı ramena vyb´ıhaj´ıc´ı z galaktick´eho j´adra dvˇe hlavn´ı spir´aln´ı ramena a dvˇe vedlejˇs´ı mal´ a ramena. • J´adro galaxie - zast´ınˇeno, obˇr´ı ˇcern´a d´ıra, extinkce 30 mag, pouze infraˇcerven´e nebo radiov´e pozorov´an´ı. J´adro je zploˇstˇel´ a kulov´ a hvˇezdokupa, sloˇzen´a z ˇcerven´ ych trpasl´ık˚ u. Koncentrace hvˇezd smˇerem do stˇredu roste. Jad´erko je velmi hmotn´ a ˇcern´a d´ıra.
1.13. Typy a vlastnosti galaxi´ı, velkorozmˇ erov´ e struktury ve vesm´ıru Je jich velmi mnoho, miliardy. Prvn´ı klasifikace Edwin Hubble. Pˇriˇsel s tez´ı, ˇze v´ yvoj galaxi´ı je tento eliptick´e pˇrech´ azej´ı na ˇcoˇckov´e a ty pot´e na spir´aln´ı. V roce 1980 se pˇriˇslo na to, ˇze je to naopak spir´aln´ı pˇrech´az´ı na ˇcoˇckov´e a ty pot´e na eliptick´e. Spir´ aln´ı galaxie - 50 % oznaˇcen´ı S (spir´aln´ı), nebo SB (spir´aln´ı s pˇr´ıˇckou) a p´ısmeno a . . . d p´ısmeno z´aleˇz´ı na velikosti j´ adra a ramen. Sa mal´a ramena, velk´e j´adro Sd mal´e j´adro a velk´a ramena. Naˇse Galaxie SBc. Maj´ı nejm´enˇe dvˇe spir´ aln´ı ramena pˇripojen´a pˇr´ımo nebo pˇres pˇr´ıˇcku. V ramenech hodnˇe ˇzhav´ ych hmotn´ ych hvˇezd. ˇ ckov´ Coˇ e galaxie - 20 % spir´ aln´ı galaxie bez ramen, ˇcoˇckov´e galaxie tvoˇr´ı pˇrechodn´ y typ mezi S a E galaxiemi. Maj´ı v´ yrazn´e j´ adro a nem´ aj´ı t´emˇeˇr ˇz´adnou mizi hvˇezdnou l´atku. Eliptick´ e galaxie - 25 % oznaˇcen´ı E+x , kde x se urˇcuje pomoc´ı vzorce: a−b x = 10 a
(1)
a a b jsou poloosy galaxie, E0 (kruhov´ a), E7 (ploch´a). Maj´ı tvar koule nebo elipsoidu, obsahuj´ı pˇrev´ aˇznˇe star´e trpasliˇc´ı hvˇezdy. • Slupkov´e galaxie - eliptick´e galaxie s oblouky, slupkami kolem cel´e galaxie 17 aˇz 44 % eliptick´ ych galaxi´ı je slupkov´ ych. 10
Nepravideln´ e galaxie - 5 % prstencov´e galaxie, oznaˇcen´ı Irr (z angliˇctiny Irregular). 30 aˇz 40 % celkov´e hmotnosti tvoˇr´ı mezihvˇezdn´ a l´ atka a z n´ı se tvoˇr´ı hvˇezdy. Velk´ e struktury ve vesm´ıru Kupy galaxi´ı nejv´ıce gravitaˇcnˇe v´azan´e struktury ve vesm´ıru, tis´ıce aˇz desetitis´ıce ˇclen˚ u. Nadkupy nejsou gravitaˇcnˇe v´azan´e.
1.14. Aktvin´ı galaxie Intenzita z´aˇren´ı v RTG oblasti. Velmi aktivn´ı ˇcern´e d´ıry (ve stˇredu), z´aˇren´ı z jejich jader. Jedn´ a se o anom´alie j´adra cca 10 % galaxi´ı. V´ ytrysky tvoˇr´ı ionizovan´ y plyn o hmotnosti aˇz mili´on˚ u hmotnost´ı Slunce. Studium aktivn´ıch galaxi´ı, jedn´ a se o prioritu galaktick´e astronomie. Prvn´ı pozorov´an´ı v roce 1908 - emisn´ı ˇc´ ary ve spektru NGC 1068. Energie aktivn´ıch galaxi´ı Z´ aˇriv´ y v´ ykon je o jeden aˇz tˇri ˇr´ady vˇetˇs´ı neˇz z´aˇriv´ y v´ ykon vˇsech hvˇezd v galaxii, kter´ y je vyzaˇrov´ an jen v mal´e oblasti. Co tu reakci ˇziv´ı: • Pohlcen´e galaxie, mezihvˇezdn´ a hmota, slapov´e s´ıly, materi´al a mezigalaktick´eho prostoru. Typy aktivn´ıch galaxi´ı • R´adiovˇetich´e – Seyfertovy galaxie - podle objevitele, 200 dodnes objeven´ ych 10 % tvoˇr´ı spir´aln´ı, spektrum j´adra nen´ı hvˇezdn´e - zak´ azan´e – Kvasary - Quasistelar radio source, velmi star´e, nejvzd´alenˇejˇs´ı objekty ve vesm´ıru, nejz´aˇrivˇejˇs´ı objekty ve vesm´ıru. Z´ aˇriv´ y v´ ykon kvasar˚ u je 10000 vˇetˇs´ı neˇz ˇz´aˇriv´ y v´ ykon norm´aln´ı galaxie a jeho objem je o dvacet ˇr´ ad˚ u menˇs´ı neˇz objem norm´aln´ı galaxie. • R´adiovˇehluˇcn´e – R´adiov´e galaxie ∗ z boku pozorovan´ a eliptick´ a galaxie ∗ emise r´ adiov´ ych vln – Nov´ y typ AGN ∗ detekce v RTG oblasti, viditeln´e a ultrafialov´e z´aˇren´ı pohlcuj´ı
1.15. Kosmologie - prvn´ı pˇ redstavy, Newton˚ uv model, paradoxy, kosmologick´ y princip Vesm´ır je prostor mimo naˇsi Zemi a jej´ı atmosf´eru, kosmologie je pak nauka, kter´a zkoum´a vesm´ır jako celek. Zab´ yv´ a se jeho vznikem, v´ yvojem i budoucnost´ı. Prvn´ı pˇredstavy byly m´ ytick´e, kaˇzd´ a kultura mˇela jin´e, pozdˇeji se do toho vloˇzila filosofie a n´aboˇzenstv´ı, nakonec pˇriˇsla vˇeda: • Zemˇe mˇela b´ yt placat´ a, vesm´ır vˇeˇcn´ y. • Plat´on koncept ˇctyˇr z´ akladn´ıch tˇeles - oheˇ n, zemˇe, voda a vzduch. • Aristoteles tento model jeˇstˇe rozˇs´ıˇril o mat´erii nebeskou (hvˇezdy, planety). • Aristoteles geocentrick´ y 11
• Kopern´ık - heliocentrick´ y - Kopern´ık˚ uv princip • Aristrachus hvˇezdy jsou jin´ a Slunce. V kosmologii aplikujeme pˇredpoklad, ˇze fyzik´aln´ı z´akony plat´ı vˇzdy a vˇsude. Kopern´ık˚ uv princi je, ˇze ˇz´adn´ y bod v prostoru nem´ a privilegovan´e postaven´ı a vesm´ır mus´ı b´ yt homogen´ı a izotropn´ı. Newton˚ uv model Vesm´ır je nekoneˇcn´ y, rovnomˇernˇe vyplnˇen´ y hvˇezdami, kter´e nekonaj´ı ˇz´adn´ y systematick´ y pohyb. Homogen´ı, izotropn´ı v prostoru i ˇcase. Gravitaˇ cn´ı paradox V´ ysledn´e gravitaˇcn´ı pole nekoneˇcn´eho poˇctu kosmick´ ych objekt˚ u. Gravitaˇcn´ı s´ıly se vykompenzuj´ı, ale potenci´aly jdou k nekoneˇcnu . . . pr´ azdn´ y vesm´ır. Fotometrick´ y paradox Kdyˇz je hvˇezd nekoneˇcnˇe mnoho, pryˇc nevypln´ı oblohu. Hvˇezdy neˇzij´ı nekoneˇcnˇe dlouho. Vesm´ır se rozp´ın´a a tedy existuje ˇcerven´ y posuv a s n´ım sn´ıˇzen´ı intenzity z´aˇren´ı.
1.16. Souˇ casn´ y model vesm´ıru - velk´ y tˇ resk, relikn´ı z´ aˇ ren´ı, Hubbleova konstanta 1916 - Z´aklady standartn´ıho modelu vesm´ıru poloˇzil Einstein obecnou teori´ı relativity. Hmota kolem sebe zakˇrivuje prostor a ˇcas. 1922 - Fridman - vesm´ır nen´ı statick´ y ale dynamick´ y. 1929 - Hubble - objev vzdal. galaxi´ı, rozp´ın´an´ı vesm´ıru. 1931 - Einstein - kosmologick´ a konstanta. Geometrie vesm´ıru Dominuj´ıc´ı s´ıla - gravitace nen´ı ji niˇc´ım moˇzn´e odst´ınit. Fridmanovy modely V poˇc´ateˇcn´ıch f´ az´ıch se vesm´ır rozp´ın´ a, expanze prob´ıh´a bud’ st´ale nebo se m˚ uˇze zmˇenit ve smrˇst’ov´ an´ı. Hubble˚ uv vztah Pozorovatel by mˇel vidˇet stejn´e rozloˇzen´ı rychlost´ı ostatn´ıch galaxi´ı nez´avisle na m´ıstˇe, kde se nach´ az´ı. v =H ·r
(2)
Hubbleova konstanta Ud´av´a o kolik se zvˇetˇs´ı rychlost vzdalov´ an´ı pˇri pˇrechodu ke objekt˚ um vzd´alenˇejˇs´ım o jednotku vzd´alenosti. Nen´ı vlastnˇe konstantou. Rozp´ın´ an´ı vesm´ıru ˇ Cerven´ y posuv, Doppler˚ uv jev. Velk´ y tˇ resk Singularita - rozbˇehl se ˇcas. Velk´ y tˇresk neznamen´a v´ ybuch, vesm´ır v minulosti byl menˇs´ı, hustˇc´ı a teplejˇs´ı. Vesm´ır se nikam nerozp´ın´ a nese sv˚ uj prostor sebou. D˚ ukazy ˇ ze doˇ slo k velk´ emu tˇ resku • Rozp´ın´an´ı vesm´ıru • Zastoupen´ı lehk´ ych prvk˚ u ve vesm´ıru vod´ık, helium. Vznikly v prvn´ıch minut´ach po velk´em tˇresku. • Mikrovln´e kosmick´e z´ aˇren´ı - poz˚ ustatek ˇz´aru po velk´em tˇresku. 12
• V´ yvoj a rozloˇzen´ı galaxi´ı Relikn´ı z´ aˇ ren´ı • 1937 - neuvˇedomˇel´e pozorov´ an´ı • 1948 - pˇredpovˇed’ existence vˇsesmˇerov´eho mikrovln´eho z´aˇren´ı • 1965 - Penzias a Wilson - objev relikn´ıho z´aˇren´ı • Obsahuje v sobˇe tˇricetkr´ at v´ıce energie neˇz bylo kdy vyz´aˇreno z hvˇezd. Relikn´ı z´ aˇ ren´ı z kosmu • 1989 - Cobe - objev aniosotropie relikn´ıho z´aˇren´ı plus fluktuace teploty z´aˇren´ı • 2001 - WMAP - Nejpˇresnˇejˇs´ı urˇcen´ı parametr˚ u naˇseho vesm´ıru Probl´ emy standartn´ıho modelu • Probl´em poˇc´ ateˇcn´ı singularity, nekoneˇcn´a teplota • Probl´em plochosti vesm´ıru • Probl´em horizontu - ˇreˇs´ı inflace
1.17. V´ yvoj vesm´ıru - historie a budoucnost Velmi rann´ y vesm´ır • 10−43 - Planckova epocha - fyzik´ aln´ı interakce spojeny v jednu univerz´aln´ı • 10−43 aˇz 10−36 - Epocha velk´eho sjednocen´ı • 10−36 aˇz 10−12 - Monop´ oly • 10−36 aˇz 10−32 - Inflaˇcn´ı epocha, zvˇetˇsen´ı objevu vesm´ıruo 72 ˇr´ad˚ u. Rann´ y vesm´ır • 10−12 aˇz 10−6 - Kvarkov´ a ´era • 10−6 aˇz 1 sekunda - Hadronov´ a ´era - anihilovali • 1 sekunda aˇz 10 sekund - Leptonov´ a ´era - anihilovali • 10 sekund aˇz 380 000 let – Fotonov´ a ´era - vznik relikn´ıho z´aˇren´ı, pˇredt´ım vesm´ır nepr˚ uhledn´ y hust´ y, teplota 3000 K ∗ Nukleosynt´eza - tvorba atomov´ ych jader He4 . Zaˇcala 3 minutu a skonˇcila 20 minutu. ∗ Pˇrevaha hmoty - vytv´ aˇrej´ı se mal´e struktury hmoty, dominuje chladn´a temn´a hmota. Skonˇcila za 70 000 let. ∗ Rekombinace - Zaˇcala po pˇrevaze hmoty a skonˇcila za 377 000. – Konec fotonov´e ´ery, vesm´ır se stal pr˚ uhledn´ y, ale pr´azdn´ y.
13
Temn´ y vˇ ek Prob´ıhal v dobˇe od 150 mil po 800 mil let po velk´em tˇresku. Doba mezi vznikem relikn´ıho z´ aˇren´ı a zrodem prvn´ıch hvˇezd. Baryonick´ a hmota ve vesm´ıru tvoˇrena ionizovan´ ym plazmatem. Neutr´ aln´ı jev z´ısk´an´ım voln´ ych elektron˚ u bˇehem rekombinace. Uvoln´ı se fotony vytv´aˇrej´ıc´ı relikn´ı z´aˇren´ı, d´ıky uvolnˇen´ı foton˚ u vesm´ır zpr˚ uhlednˇel. V tuto chv´ıli to bylo jedin´e uvolnˇen´e z´aˇren´ı, z´aˇren´ı neutr´aln´ıho vod´ıku na vlnov´e d´elce 21 cm. Vytv´ aˇ ren´ı struktur • Reionizace od 150 mil aˇz do 1 mld. Vznikali prvn´ı hvˇezdy a kvasary. • Tvorba hvˇezd tˇret´ı populace (populace III). • Tvorba galaxi´ı - velk´e objemy hmoty kolabovaly (hvˇezdy populace II a pozdˇeji i populace I) • Tvorba kup a nadkup. • Dnes 13,7 mld st´ aˇr´ı, rozp´ın´ an´ı zrychluje V´ yhled do budoucnosti • Velk´e zamrznut´ı - 1014 let, hvˇezdy vyhasnou, nepravdˇepodobnˇejˇs´ı, ˇcern´e d´ıry se vypaˇr´ı. • Velk´ y krach - rozp´ın´ an´ı se obr´ at´ı a vesm´ır se zaˇcnˇe smrˇst’ovat. Cyklick´ y vesm´ır. • Velk´e rozerv´ an´ı - rychlost rozp´ın´ an´ı roste. Gravitaˇcnˇe v´azan´e syst´emy jsou roztrˇzeny, mimo jin´e i atomy a molekuly. • Nestabilita vakua • Tepeln´a smrt 10150 let, maxim´ aln´ı entropie, ˇzivot nemoˇzn´ y, ˇz´adn´a termodynamick´a energie.
1.18. Pozorovatelsk´ a kosmologie Souˇ casn´ a pozorovatelsk´ a kosmologie • Akceleruj´ıc´ı vesm´ır (1998) - na z´ akladˇe studia supernov typu Ia v rovnomˇernˇe exp. vesm´ıru vzd´alenost roste stejnˇe jako se zvˇetˇsuje ˇcerven´ y posuv ˇ • Cerven´ y posuv - projekty CFA, RED SHIFT SURVEY, SDSS • Relikn´ı z´aˇren´ı (1989) - relikn´ı z´ aˇren´ı, z´aˇren´ı absolutnˇe ˇcern´eho tˇelesa, teplota 2,73 K. Relikn´ı z´aˇren´ı podporuje inflaˇcn´ı teorii. Projekty WMAP - nejpˇresnˇejˇs´ı urˇcen´ı parametr˚ u naˇseho vesm´ıru. Pozemsk´a mˇeˇren´ı Atacama. • Souˇcasn´ y vesm´ır - skryt´ a hmota a temn´a energie. Dnes 72 % temn´a energie, 23 % skryt´a hmota, 5 % viditeln´ a hmota. • Velikost fluktuac´ı • Baryonov´e akustick´e oscilace (BAO) - pravideln´e periodick´e fluktuace v hustotˇe viditeln´e baryonov´e hmoty, p˚ uvodn´ı fluktuace v relikn´ım z´aˇren´ı. Mˇeˇren´ı BAO n´am pom´ah´a pˇri pochopen´ı skryt´e energie stanoven´ı mez´ı kosmologick´ ych parametr˚ u.
14
1.19. Nebezpeˇ c´ı z kosmu Stˇ ret Zemˇ e s ciz´ım tˇ elesem • do 20 cm - vypaˇr´ı se • ˇr´adovˇe metry - meteorit • vˇetˇs´ı neˇz metry - prolet´ı atmosf´erou nen´ı pˇrek´aˇzkou • velk´e sr´aˇzky – 65 mili´ on˚ u let - konec dinosaur˚ u – 1908 - Tungusk´ a sr´ aˇzka – 1947 - Vladivostok Slunce • Sluneˇcn´ı aktivita – kr´atkodob´e zmˇeny z´ aˇriv´eho toku – naruˇsen´ı zemsk´e magnetosf´ery – poruchy a zniˇcen´ı elektroniky na druˇzic´ıch – v´ ypadek telekomunikace – pˇrepˇet´ı v rozvodn´ ych s´ıt´ıch V´ ybuch bl´ızk´ e supernovy • Supernova ve vzd´ alenosti do deseti svˇeteln´ ych let - sterilizace planety, sklen´ıkov´ y efekt, zniˇcen´ı oz´onov´e vrstvy. • Supernova ve vzd´ alenosti do sta svˇeteln´ ych let - tok z´aˇren´ı dvojn´asobn´ y o proti norm´alu. • Magnetar - siln´e magnetick´e pole • Z´aˇren´ı z kosmu - oz´ onov´ a d´ıra propouˇst´ı UV z´aˇren´ı.
ˇ 1.20. Zivot ve vesm´ıru Zab´ yv´a se t´ım astrobiologie, xenobiologie. Hlavn´ı podm´ıky pro ˇzivot mimo naˇsi planetu jsou existence vody ve vˇsech skupenstv´ıch (dlouhodob´a), vhodn´a teplota a tlak. D˚ uleˇzit´a je rovnˇeˇz deskov´ a tektonika. Hledat mimozemsk´ y ˇzivot m˚ uˇzeme ve Sluneˇcn´ı soustavˇe (Mars, Europa, Titan), nebo ve vzd´alen´em vesm´ıru (SETI, CETI). Drakeova rovnice ˇ Zivot v nejjednoduˇsˇs´ı podobˇe asi ano, komplexn´ı forma ˇzivota m´alo. N = R · fp · ne · fl · fi · fc · L R - pˇr´ır˚ ustek hvˇezd v galaxii za urˇcit´e obdob´ı fp - pod´ıl hvˇezd s planet´ arn´ımi syst´emy ne - pr˚ umˇern´a hodnota poˇctu planet v planet´arn´ım syst´emu fl - pod´ıl planet kde ˇzivot vznikne fi - pomˇer z pˇredchoz´ı, kde vznikne inteligentn´ı ˇzivot fc - pod´ıl inteligentn´ıch forem ˇzivota, kter´e dos´ahli schopnosti aktivn´ı mezihvˇezdn´e komunikace L - odhad d´elky existence ˇzivotn´ı formy schopn´e mezihvˇezdn´e komunikace 15
(3)
