´ klady astronomie 2 za praktikum 4 Pulsary a Krab´ı mlhovina ´ 1 Uvod V´ yvoj osamocen´ ych velmi hmotn´ ych hvˇezd pˇresahuj´ıc´ıch na poˇc´atku ˇzivota zhruba 11 hmotnost´ı Slunce konˇc´ı v´ ybuchem supernovy typu II. Z p˚ uvodn´ıho obra se zachov´a pouze maliˇck´ y zbytek v podobˇe velmi hust´e mal´e neutronov´e hvˇezdy a doslova c´ary hvˇezdn´eho obalu, kter´e let´ı prostorem od m´ısta exploze. Mal´e kompaktn´ı neutronov´e hvˇezdy v centru takto novˇe vznikaj´ıc´ı mlhoviny se ˇcasto projevuj´ı kr´ atk´ ymi vˇetˇsinou r´adiov´ ymi z´ablesky s periodou 0,001 s aˇz 4 s. Pulsary byly objeveny v roce 1967 na radioastronomick´e observatoˇri univerzity v Cambridge (Velk´a Brit´anie). Perioda pulsar˚ u se udrˇzuje konstantn´ı s pˇresnost´ı, kterou dosahuj´ı naˇse nejlepˇs´ı atomov´e hodiny. Princip vzniku puls˚ u je vcelku jednoduch´ y, ˇcasto se oznaˇcuje jako maj´akov´ y efekt. Magnetick´e p´ oly, respektive osa magnetick´eho pole neutronov´e hvˇezdy obecnˇe nesouhlas´ı s rotaˇcn´ı osou. Ale pr´ avˇe v okol´ı magnetick´ ych p´ol˚ u jsou d´ıky velmi siln´emu magnetick´emu poli urychlov´any nabit´e ˇc´ astice do vysok´ ych energi´ı – vznik´a zde kuˇzel z´aˇren´ı nam´ıˇren´ y do prostoru. Zas´ahne-li n´as bˇehem ot´ aˇcen´ı pulsaru svazek tohoto z´aˇren´ı, zaznamen´ame impuls. Jestliˇze ale kuˇzel Zemi mine, dozv´ıme se o m´ıstˇe smrti hvˇezdy sp´ıˇse d´ıky mlhovinˇe, kter´a vznikla z materi´alu hvˇezdy vyvrˇzen´eho do okoln´ıho prostoru. Poz˚ ustatky po supernovˇe oznaˇcovan´e SNR (supernova remnants) mohou nab´ yvat roztodivn´ ych tvar˚ u. Na obr´azku 1 jsou jen nejv´ yraznˇejˇs´ı pˇr´ıklady. V praktick´e u ´loze, respektive v jej´ı druh´e ˇc´asti, se budeme vˇenovat zˇrejmˇe nejzn´amˇejˇs´ımu poz˚ ustatku po v´ ybuchu supernovy – Krab´ı mlhovinˇe. V prvn´ı ˇc´asti u ´lohy si ale posv´ıt´ıme na tˇri pulsary.
Obr. 1: Poz˚ ustatky po ˇctyˇrech supernov´ ach. Zleva: Detaily poz˚ ustatku po supernovˇe Cas A. N49, nejjasnˇejˇs´ı poz˚ ustatek po supernovˇe v optick´em oboru ve Velk´em Magellanovˇe mraˇcnu. Sloˇzen´ y obr´azek poz˚ ustatku Tychonovy supernovy SN 1572. Sloˇzen´ y obr´azek poz˚ ustatku supernovy SNR 0509-67.5. Pˇrevzato z wikipedie, galerie HST, National Geographic.
1
2 Pracovn´ı postup 2.1 Pulsary V souˇcasn´e dobˇe je zn´ amo pˇribliˇznˇe 1800 pulsar˚ u. Vˇetˇsinou jsou oznaˇcov´any zkratkou PSR a souˇradnicemi (rektascenz´ı a deklinac´ı) ve tvaru napˇr´ıklad 0247+12, respektive B0247+12. Novˇe objeven´e pulsary uˇz maj´ı souˇradnice v n´azvu vztaˇzen´e k ekvinokciu J2000.0 a oznaˇcen´ı je ve tvaru PSR J0247+1218. V prvn´ı ˇc´asti t´eto praktick´e u ´lohy se budeme vˇenovat tˇrem pulsar˚ um, pro nˇeˇz urˇc´ıme jak periodu pulsac´ı, tedy dobu rotace, tak i jejich vzd´alenost. Pouˇzijeme z´aznamy ukazuj´ıc´ı z´ aˇren´ı tˇr´ı pulsar˚ u na nˇekolika frekvenc´ıch na obr´azku 4. 1. Z modelu rotuj´ıc´ı neutronov´e hvˇezdy vypl´ yv´a, ˇze perioda pulsaru nez´avis´ı na frekvenci, na n´ıˇz registrujeme aktivitu pulsar˚ u. Proto periodu urˇc´ıme ze z´aznam˚ u na vˇsech frekvenc´ıch a v´ ysledek zpr˚ umˇerujeme. Nejprve je ale tˇreba na obr. 4 urˇcit vzd´alenost mezi impulsy a pˇrev´est je z d´elkov´e do ˇcasov´e ˇsk´ aly pomoc´ı mˇeˇr´ıtka, kter´e je dole i nahoˇre u kaˇzd´eho z´aznamu. 2. Na obr. 4 vid´ıme, ˇze impulsy se sice opakuj´ı se stejnou periodou na r˚ uzn´ ych frekvenc´ıch, ale pˇrich´azej´ı k n´ am se zpoˇzdˇen´ım, kter´e na frekvenci z´avis´ı. Pro niˇzˇs´ı frekvence je zpoˇzdˇen´ı vˇetˇs´ı. Pˇr´ıˇcinou zpoˇzdˇen´ı je skuteˇcnost, ˇze r´ adiov´e vlny se v prostˇred´ı s nabit´ ymi ˇc´asticemi pohybuj´ı pomaleji neˇz svˇetlo ve vakuu. Rozd´ıl rychlost´ı z´avis´ı na koncentraci voln´ ych elektron˚ u i na frekvenci1 . Zpoˇzdˇen´ı ∆t mezi dvˇema frekvencemi ν1 , ν2 je d´ano vztahem ∆t = 4, 15 · 109 nr
1 1 − , ν12 ν22
(1)
kde n je stˇredn´ı koncentrace elektron˚ u pod´el trajektorie paprsku v jednom metru krychlov´em a r vzd´alenost pulsaru v parsec´ıch. Souˇcin nr se oznaˇcuje jako disperzn´ı m´ıra. Velikost zpoˇzdˇen´ı ∆t m˚ uˇzeme urˇcit promˇeˇren´ım z´ aznam˚ u na obr´azku 4. Namˇeˇren´a zpoˇzdˇen´ı ∆t v milimetrech je zapotˇreb´ı pˇrev´est na sekundy a pomoc´ı vztahu 1 pak m˚ uˇzeme zjistit disperzn´ı m´ıru nr pro jednotliv´e pulsary. 3. Zn´ame-li disperzn´ı m´ıru nr, m˚ uˇzeme za pˇredpokladu, ˇze pr˚ umˇern´a koncentrace elektron˚ u ´ v mezihvˇezdn´em prostˇred´ı je 3 · 10–8 m–3 urˇcit vzd´alenost r pulsaru. Ulohu lze samozˇrejmˇe obr´atit. Jestliˇze urˇc´ıme vzd´ alenost r jinou metodou, m˚ uˇzeme naopak z disperzn´ı m´ıry zjistit elektronovou hustotu v mezihvˇezdn´em prostoru. Vypoˇc´ıtejte vzd´alenosti vˇsech tˇr´ı pulsar˚ u za v´ yˇse uveden´eho pˇredpokladu a uvaˇzte, zda jsou z´ıskan´e v´ ysledky vˇerohodn´e.
2.2 Krab´ı mlhovina Jedn´ım z nejv´ıce fascinuj´ıc´ıch objekt˚ u zimn´ıho noˇcn´ıho nebe je Krab´ı mlhovina pobl´ıˇz b´ yˇc´ıho rohu v souhvˇezd´ı B´ yka. Mlhovinu objevil francouzsk´ y astronom Charles Messier v roce 1758. Podle jeho katalogu nese tak´e oznaˇcen´ı M1. Krab´ı mlhovina je ve skuteˇcnosti poz˚ ustatkem jasn´e ˇ supernovy z roku 1054. C´ınˇst´ı astronomov´e tehdy zaznamenali, ˇze byla 23 dn´ı viditeln´a ve dne a cel´e dva roky na noˇcn´ı obloze. V roce 1968 zjistili radioastronomov´e Staelin a Reifenstein, ˇze uprostˇred mlhoviny je neutronov´ a hvˇezda, kter´a se ot´aˇc´ı kolem sv´e osy 30x za sekundu. Jde tak´e o pulsar, kter´ y je pozorovateln´ y i v optick´e ˇc´asti spektra. Ale zpˇet k samotn´e mlhovinˇe. Dnes m´a pr˚ umˇer kolem 10 svˇeteln´ ych let a rozp´ın´a se rychlost´ı pˇribliˇznˇe 1 000 km/s. V t´eto ˇc´asti praktick´e u ´lohy si zkus´ıme ovˇeˇrit st´ aˇr´ı mlhoviny. Vyuˇzijeme dvˇe fotografie Krab´ı mlhoviny poˇr´ızen´e v letech 1973 a 2000, na nichˇz jsou patrn´e rozd´ıly a lze z nich zjistit rychlost expanze. Poloha pulzaru je naznaˇcena na n´asleduj´ıc´ım obr´azku: 1
Disperze sign´ al˚ u z pulsaru n´ am umoˇzn ˇuje snadno odliˇsit impulsy pulsaru od pozemn´ıho ruˇsen´ı, kter´e samozˇrejmˇe ˇza ´dn´e zpoˇzdˇen´ı nevykazuje.
2
Obr. 2: Sn´ımek Krab´ı mlhoviny s pulsarem.
1. Aby bylo moˇzn´e odhadnout, jak dlouho se Krab´ı mlhovina rozp´ın´a, je tˇreba nejdˇr´ıve z´ıskat mˇeˇr´ıtko pro kaˇzdou fotografii na obr´ azc´ıch 5, 6. Z´ısk´ame ho zmˇeˇren´ım vzd´alenosti vyznaˇcen´ ych hvˇezd, pˇriˇcemˇz v´ıme, ˇze u ´hlov´ a vzd´ alenost mezi tˇemito hvˇezdami je 385”. 2. Zidentifikujte pulsar na sn´ımc´ıch 5, 6 dle obr´azku 3. Najdˇete 10 relativnˇe dobˇre definovan´ ych zahuˇstˇen´ ych m´ıst, zhustk˚ u nebo uzl´ık˚ u, chcete-li, ve filamentech v okol´ı pulsaru, zejm´ena na perif´erii Krab´ı mlhoviny na obou sn´ımc´ıch. Dbejte na to, aby vybran´e body byly rozloˇzeny co nejv´ıce rovnomˇernˇe a alespoˇ n 4 zhustky byly pobl´ıˇz konc˚ u mal´e osy mlhoviny. Malou osou rozum´ıme nejkratˇs´ı rozmˇer napˇr´ıˇc mlhovinou. Vybran´a m´ısta si jasnˇe, zˇretelnˇe oznaˇcte na obou fotografi´ıch, aby nedoˇslo k jejich z´ amˇenˇe s jin´ ymi zhustky. D´avejte pozor, abyste nevyb´ırali slab´e hvˇezdy m´ısto ˇc´ ast´ı mlhoviny. Hvˇezdy jsou na uveden´ ych sn´ımc´ıch kruhov´e a tmavˇs´ı neˇz neostr´e a slabˇs´ı zhustky. 3. Nyn´ı zmˇeˇrte vzd´ alenost kaˇzd´eho zvolen´eho bodu k pulsaru na obou sn´ımc´ıch a s vyuˇzit´ım mˇeˇr´ıtka urˇcen´eho v bodˇe 1 urˇcete u ´hlovou vzd´alenost jednotliv´ ych zhustk˚ u na obou sn´ımc´ıch, respektive jejich rozd´ıl ∆q pro kaˇzd´ y zhustek. 4. Protoˇze zn´ ame ˇcasov´ y interval mezi obˇema fotografiemi ∆T (v naˇsem pˇr´ıpadˇe 27 let), lze zjistit pro vybran´e body pr˚ umˇernou u ´hlovou rychlost w vyvrhovan´eho materi´alu vzhledem k centr´aln´ımu pulsaru podle jednoduch´eho vztahu w = ∆q/∆T,
(2)
5. Nakonec m˚ uˇzeme uˇzit´ım jednoduch´eho vztahu T = q/w
(3)
vypoˇc´ıtat i celkov´ y ˇcas T , kter´ y uplynul od exploze supernovy a vzniku Krab´ı mlhoviny. Cel´ y postup urˇcen´ı st´ aˇr´ı Krab´ı mlhoviny je vcelku jednoduch´ y, nicm´enˇe jsme zatajili jeden zjednoduˇsuj´ıc´ı pˇredpoklad, jehoˇz uplatnˇen´ı sice u ´lohu zjednoduˇsilo, ale tak´e zp˚ usobilo zkreslen´ı v´ ysledku. 3
Pouˇzit´e zdroje a dalˇs´ı materi´aly ke studiu
K. J. Gordon: Laboratory Exercises in Astronomy – Pulsars, Sky and Telescope 53, 1977, ˇc. 3, 178-180 Pokorn´ y, Z., Vademecum. Hvˇezd´ arna a planet´arium M. Kopern´ıka v Brnˇe, 2006 Staelin, D. H., & Reifenstein, E. C., III 1968, Science, 162, 1481 www.astro.washington.edu
Obr. 3: Sn´ımek Krab´ı mlhoviny poˇr´ızen´ y HST v roce 2005.
4
´ C ˇ AST ´ PRAKTICKA
Shrnut´ı u ´ kol˚ u: Pulsary 1. Na obr. 4 omˇeˇrte pˇetkr´ at doln´ı i horn´ı mˇeˇr´ıtka u kaˇzd´eho ze tˇr´ı z´aznam˚ u pulsaru. Mˇeˇrte s pˇresnost´ı na desetiny milimetru. Mˇeˇren´ı zapiˇste do tabulky 1. Pokud nebude obr´azek 4 nˇejak v´ yraznˇe deformov´ an, pˇredpokl´adejte, ˇze doln´ı i horn´ı mˇeˇr´ıtka u kaˇzd´eho obr´azku jsou stejn´a. Spoˇctˇete pro kaˇzd´ y pulsar velikost mˇeˇr´ıtka, to znamen´a kolik milimetr˚ u odpov´ıd´ a jedn´e sekundˇe. V´ ysledky opˇet zapiˇste do tabulky. Tabulka 1: Mˇeˇr´ıtko obr´azku 4. Pulsar
0809+74
0950+08
0329+54
Mˇeˇren´ı
ˇsk´ ala [mm]
ˇsk´ala [mm]
ˇsk´ala [mm]
doln´ı
horn´ı
doln´ı
horn´ı
doln´ı
horn´ı
1 2 3 4 5 Pr˚ umˇer [mm] Mˇeˇr´ıtko∗ ∗) Mˇeˇr´ıtko vyjadˇruje, kolik milimetr˚ u odpov´ıd´a jedn´e sekundˇe.
2. Na obr. 4 zmˇeˇrte s pˇresnost´ı na desetiny milimetru vzd´alenosti mezi impulsy. Pokud moˇzno nemˇeˇrte sousedn´ı impulsy, ale impulsy od sebe vzd´alenˇejˇs´ı (a mˇeˇrenou vzd´alenost dˇelte poˇctem period mezi impulsy). U pulsaru PSR 0809+74 odliˇsujte prav´e impulsy (oznaˇcen´e na obr. 4 p´ısmenem P) od pozemn´ıho ruˇsen´ı (I – Interference). Pomoc´ı mˇeˇr´ıtka zjiˇstˇen´eho v bodˇe 1 pˇreved’te namˇeˇren´e vzd´alenosti z d´elkov´e do ˇcasov´e ˇsk´aly. V´ ysledky mˇeˇren´ı a pˇrevodu zapisujte do tabulky 2. Tabulka 2: Vzd´ alenost impuls˚ u, periody pulsar˚ u. Perioda pro frekvenci Pulsar
Pr˚ umˇern´a perioda
234 MHz
256 MHz
405 MHz
1420 MHz
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[s]
0809+74
–
–
0950+08
–
–
[s]
[s]
[s]
ze vˇsech frekvenc´ı [s]
0329+54
3. Zmˇeˇrte na obr´ azku 4 zpoˇzdˇen´ı puls˚ u pro rozd´ıln´e frekvence. Namˇeˇren´e hodnoty pˇreved’te podle zjiˇstˇen´ ych mˇeˇr´ıtek na ˇcasy ∆t v sekund´ach a pomoc´ı vztahu 1 spoˇc´ıtejte stˇredn´ı disperzn´ı m´ıru nr pro jednotliv´e pulsary. Vˇsechny v´ ysledky zapisujte do tabulky 3. 5
Disperzn´ı m´ıra by mˇela b´ yt pro dan´ y pulsar pro vˇsechny kombinace frekvenc´ı stejn´a. Ve skuteˇcnosti se bude m´ırnˇe liˇsit v d˚ usledku chyb mˇeˇren´ı. V kaˇzd´em pˇr´ıpadˇe je ale nutn´e d´avat pozor na to, abyste promˇeˇrovali odpov´ıdaj´ıc´ı pulsy. Zejm´ena u pulsaru PSR 0329+54 je tˇreba vybrat ke tˇrem impuls˚ um na prvn´ıch tˇrech frekvenc´ıch odpov´ıdaj´ıc´ı ˇctvrt´ y na frekvenci 1420 MHz. Mal´ a n´ apovˇeda – prvn´ı vlevo“ to nen´ı. Zˇrejmˇe nezb´ yv´a, neˇz postupovat ” metodou zkouˇsek a omyl˚ u“ a poˇc´ıtat hodnotu nr pro r˚ uzn´ y v´ ybˇer impuls˚ u na t´eto frek” venci. Tabulka 3: Zpoˇzdˇen´ı a m´ıra disperze Perioda pro frekvenci Pulsar
Zpoˇzdˇen´ı ∆t [s] a m´ıra disperze nr pro pulsary
Frekvence [MHz] ν1
ν2
234
256
234
405
234
1420
256
405
256
1420
405
1420 pr˚ umˇery:
Perioda (pr˚ umˇer)
0809+74 [mm]
0950+08
0329+54
∆t
nr
[mm]
∆t
nr
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
[mm]
∆t
nr
–
–
P
4. Pomoc´ı vztahu 1 spoˇc´ıtejte vzd´ alenosti pulsar˚ u. Pˇredpokl´adejte pˇritom, ˇze pr˚ umˇern´a koncentrace elektron˚ u v mezihvˇezdn´em prostˇred´ı je 3 · 10–8 m–3 . V´ ysledky zapiˇste do tabulky 4. Diskutujte, jak jednotliv´e kroky, kter´e jste podnikli k urˇcen´ı vzd´alenost´ı, a zejm´ena jejich nejistoty ovlivnily v´ ysledn´e hodnoty vzd´alenost´ı. Jak velkou nejistotu v hodnotˇe vzd´alenosti znamen´ a nepˇresnost mˇeˇren´ı 0,2 mm v z´aznamech na obr´azku 4? Tabulka 4: Vzd´alenosti pulsar˚ u Pulsar
Vzd´alenost r [pc]
0809+74 0950+08 0329+54
Jak uˇz v´ıme, je v oznaˇcen´ı pulsaru zak´odov´ana jeho poloha na hvˇezdn´e obloze. Pomoc´ı mapy hvˇezdn´e oblohy zjistˇete, ve kter´em souhvˇezd´ı a pobl´ıˇz kter´e jasnˇejˇs´ı hvˇezdy se pulsar nach´az´ı. Popiˇste tak´e, kdy je nejl´epe pˇr´ısluˇsn´a ˇc´ast hvˇezdn´e oblohy pozorovateln´a pro pozorovatele v Brnˇe. Staˇc´ı uv´est mˇes´ıce nebo roˇcn´ı obdob´ı. V´ ysledky zapiˇste do tabulky 5.
6
Tabulka 5: Poloha pulsar˚ u na hvˇezdn´e obloze. Pulsar
Souhvˇezd´ı
Jasn´a hvˇezda v okol´ı
Viditelnost (roˇcn´ı obdob´ı)
0809+74 0950+08 0329+54
Krab´ı mlhovina 1. Na obr´ azc´ıch 5, 6 je oznaˇcena dvojice hvˇezd. Jejich u ´hlov´a vzd´alenost je 385”. Zmˇeˇrte jejich vzd´ alenost na sn´ımc´ıch v milimetrech s pˇresnost´ı na desetinu milimetru. Namˇeˇren´e vzd´alenosti zapiˇste do tabulky 6 spolu se spoˇcten´ ymi pr˚ umˇern´ ymi hodnotami a chybami. Spoˇc´ıtejte tak´e mˇeˇr´ıtka obou sn´ımk˚ uvu ´hlov´ ych vteˇrin´ach na milimetr [”/mm] a zapiˇste na posledn´ı ˇr´ adek tabulky 6. Tabulka 6: Mˇeˇr´ıtko sn´ımk˚ u Krab´ı mlhoviny. Mˇeˇren´ı
Sn´ımek z r. 1973
Sn´ımek z r. 2000
ˇc.
vzd´ alenost hvˇezd [mm]
vzd´alenost hvˇezd [mm]
1 2 3 4 5 Pr˚ umˇer Chyba Mˇeˇr´ıtko [”/mm]
2. Podle obr´ azku 3 zidentifikujte pulsar na obou sn´ımc´ıch na obr´azc´ıch 5, 6. 3. Vyberte si na jednom sn´ımku 10 relativnˇe dobˇre definovan´ ych bod˚ u, zhustk˚ u ve filamentech mlhoviny, zejm´ena na jej´ı periferii. Vybran´e body si dobˇre vyznaˇcte, aby nemohlo doj´ıt k z´ amˇenˇe s jin´ ym zhustkem. Pozor tak´e na z´amˇenu s hvˇezdami. Vybran´e body pak naleznˇete na druh´em sn´ımku a opˇet peˇclivˇe oznaˇcte. 4. Na obou sn´ımc´ıch zmˇeˇrte vzd´ alenost kaˇzd´eho zvolen´eho bodu k pulsaru s pˇresnost´ı na desetinu milimetru. V´ ysledky zapiˇste do tabulky 7 do sloupc˚ u r1973 a r2000 , kde r znaˇc´ı vzd´alenost. 5. S pouˇzit´ım zjiˇstˇen´eho mˇeˇr´ıtka sn´ımk˚ u spoˇc´ıtejte u ´hlovou vzd´alenost q zhustk˚ u od pulsaru a doplˇ nte tabulku 7. 6. Spoˇc´ıtejte rozd´ıl u ´hlov´ ych vzd´ alenost´ı ∆q zhustk˚ u od pulsaru mezi roky 1973 a 2000 pro kaˇzd´ y promˇeˇren´ y zhustek. Z nˇej pot´e urˇcete pr˚ umˇernou rychlost vyvrhovan´eho materi´alu 7
Tabulka 7: Vzd´ alenosti vyznaˇcen´ ych bod˚ u v Krab´ı mlhovinˇe od pulsaru Uzl´ık
r1973
q1973
r2000
r2000
∆q
w
T
ˇc.
[mm]
[”]
[mm]
[”]
[”]
[”/rok]
[roky]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ve vybran´ ych bodech vzhledem k centr´aln´ımu pulsaru w v u ´hlov´ ych vteˇrin´ach za rok a v´ ysledky zapiˇste do tabulky 7. Stˇredn´ı rozptyl v ∆q indikuje stochastickou chybu ve vaˇsich mˇeˇren´ıch vzd´alenost´ı. Spoˇctˇete stˇredn´ı hodnotu ∆q a jej´ı chybu. ∆q = . . . . . . . . . . . . . ± . . . . . . . . . . . . . 7. Posledn´ım krokem je v´ ypoˇcet celkov´eho ˇcasu T , kter´ y uplynul od exploze supernovy. Spoˇcten´e hodnoty zapiˇste do posledn´ıho sloupce tabulky 7. Spoˇctˇete stˇredn´ı hodnotu doby rozp´ın´an´ı Krab´ı mlhoviny T a chybu urˇcen´ı. Doba T = . . . . . . . . . . . . . ± . . . . . . . . . . . . ., takˇze k explozi supernovy podle naˇsich zjiˇstˇen´ı doˇslo v roce . . . . . . . . . . . . . Jistˇe v´ıte, ˇze spr´avn´a hodnota, tedy rok, kdy doˇslo k explozi supernovy, je 1054. Srovnejte s vaˇs´ım v´ ysledkem a diskutujte d˚ uvod rozd´ılu. Pomoci by v´ am mohla i n´ apovˇeda, ˇze v´ yˇse popsan´e a proveden´e urˇcen´ı st´aˇr´ı Krab´ı mlhoviny bylo uˇcinˇeno za jednoho dosud nevyˇrˇcen´eho pˇredpokladu o rychlosti plynn´ ych zbytk˚ u supernovy. Jak´eho? Jak moc ovlivnily v´aˇs v´ ysledek chyby vaˇseho mˇeˇren´ı vzd´alenost´ı na sn´ımc´ıch? Diskutujte.
8
8. Krab´ı mlhovinu poprv´e pozoroval v roce 1731 John Bevis. Nez´avisle ji znovu objevil Charles Messier v roce 1758. Spoˇctˇete (i s naˇs´ım zjednoduˇsuj´ıc´ım pˇredpokladem) jak´ yu ´hlov´ y rozmˇer mˇela Krab´ı mlhovina v roce, kdy ji pozoroval Charles Messier. Messier pouˇz´ıval ke sv´ ym pozorov´an´ım refraktor o pr˚ umˇeru pˇribliˇznˇe 100 mm. Jakou mˇel jeho pˇr´ıstroj teoretickou rozliˇsovac´ı schopnost? ´ Uhlov´ y rozmˇer Krab´ı mlhoviny v roce 1758 byl . . . . . . . . . . . . .”, pˇriˇcemˇz teoretick´ a rozliˇsovac´ı schopnost Messierova dalekohledu byla . . . . . . . . . . . . .. Pojd’me ale jeˇstˇe d´ ale do minulosti. Nejvˇetˇs´ı dalekohled Galilea Galileiho mˇel pr˚ umˇer 58 ˇ mm. Reknˇ eme, ˇze si jej vyrobil uˇz v roce 1610. Jakou mˇel teoretickou rozliˇsovac´ı schopnost? Mohl tehdy Krab´ı mlhovinu pozorovat? Diskutujte. ´ Uhlov´ y rozmˇer Krab´ı mlhoviny v roce 1610 byl . . . . . . . . . . . . .”, pˇriˇcemˇz teoretick´ a rozliˇsovac´ı schopnost Galileova dalekohledu byla . . . . . . . . . . . . ..
9
Obr. 4: Registrace z´ aˇren´ı tˇr´ı pulsar˚ u (National Radio Astronomy Observatory, Green Bank, USA).
10
Obr. 5: Krab´ı mlhovina v roce 1973.
11
Obr. 6: Krab´ı mlhovina v roce 2000.
12
