POZNÁMKY O VESMÍRU VZNIK VESMÍRU Podle výsledků vědeckých výzkumů vznikl vesmír tzv. "velkým třeskem". Původně byla všechna hmota stěsnána v jednom bodu s hustotou a teplotou, kterou kdybychom chtěli vyjádřit ve °C, museli bychom napsat číslo s 33 nulami. Takovou teplotu ovšem předpokládáme v době nejblžší vlastnímu vzniku vesmíru. Co bylo na samém počátku, v době, kdy byl vesmír mladší než 0,0000000000000000000000000000000000000000001 sekundy, to nelze pomocí současné fyziky zjistit. Vesmír tedy vznikl před 15 miliardami let právě z tohoto nepředstavitelně hmotného bodu mohutnou explozí, které se říká "velký třesk". Od té doby se neustále rozpíná a zároveň chladne. Jednotlivé galaxie se od sebe neustále vzdalují, což dokážeme měřit - průměrná hodnota rychlosti tohoto pohybu je 15km/s na každý milion světelných roků vzdálenosti mezi galaxiemi (Hubbleova konstanta). Až půl milionu let po velkém třesku vznikly první hmotné částice, které po dalších milionech let vytvořily hvězdy a celý známý vesmír. Co je světelný rok? Světlo letí rychlostí přibližně 300 000 km/s. Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok - je to pro představu asi 10 bilionů kilometrů. Jak velký je vesmír? Jak bylo řečeno, vesmír se neustále rozpíná. Čím dále se od nás určitá galaxie nachází, tím rychleji se pohybuje. (Hubbleova konstanta popsána výše.) Pokud se budeme dívat na hvězdu, která je od nás vzdálena miliardu světelných let, díváme se vlastně do minulosti vidíme ji totiž tak, jak před miliardou let hvězda vypadala, tak dlouho trvalo světlu, které pozorujeme, než k nám dolétlo. To znamená, že pokud je vesmír starý 13-15 miliard let, je hranice pozorovatelného vesmíru koule o poloměru 13-15 miliard let. (Střed koule jsme my.) Záření kosmického pozadí V roce 1948 astronomové předpověděli, že záření z doby těsně po velkém třesku by mělo ještě někde ve vesmíru být. Radioastronomové A.Penzias a R.Wilson z Bellových laboratoří u Holmdelu v New Jersey měli problém s nepříjemným šumem v anténě, kterou postavili pro účely rádiového spojení s družicemi Země. Nejdříve si mysleli, že jde o holubí trus v ústí trychtýřové antény, ale když sdělili kolegům v Princetonu, že teplota toho, co onen šum způsobovalo, je asi 3 kelviny - něco málo nad absolutní nulou (-273°C), astronomové z Princetonu pochopili, že se konečně podařilo objevit zbytkové záření z velkého třesku. Penzias a Wilson tak získali Nobelovu cenu za fyziku. Budoucnost vesmíru Existují dvě hlavní teorie, jak se bude vesmír dále vyvíjet, přičemž mezi nimi je rozhodující určení množství hmoty, jíž vesmír obsahuje. Pokud je jí méně, než určitá hranice, je vesmír "otevřený" a bude se stále rozpínat, což znamená, že ho čeká další ochlazování a pomalá a mrazivá "smrt". Pokud ale množství hmoty ve vesmíru onu hranici přesahuje, jde o "uzavřený" vesmír. ten po dosažení určité maximální velikosti zastaví zvětšování svého objemu a začne se smršťovat. Vlivem gravitace jednotlivých těles se všechna hmota vrátí zpět do jednoho bodu superžhavého a neuvěřitelně malého objemu, tedy do stádia před velkým třeskem. Je možné, že potom nastane "velký třesk" znovu....
SLUNCE Slunce (je to hvězda) tvoří střed naší planetární soustavy. Je to vlastně obrovská koule horkého plynu, která drží pohromadě vlastní gravitací. Má průměr přibližně 1,4 miliónu km a
1
tedy je více než stokrát větší než naše Země. Na povrchu vládne teplota asi 5 500°C, ve středu vystupuje tato hodnota až na cca 15 milionů stupňů Celsia. V nitru Slunce se vodík (nejjednodušší a nejčastější chemický prvek, vyskytující se ve vesmíru) neustále přeměňuje na helium. Kromě světla a tepla však Slunce vysílá do kosmu také záření, které může být nebezpečné životu na Zemi, jako např. UV záření, bohaté na energii, nebo elektricky nabité částice, tzv. sluneční vítr. Po vynálezu dalekohledu počátkem 17. století si pozorovatelé povšimli tmavých skvrn na Slunci, které jsou tzv. projevem sluneční aktivity. Občas je provázena mohutnými výrony záření na povrchu Slunce. Tyto výrony mohou na Zemi vyvolávat polární záři, která je pozorovatelná i nad střední Evropou. Zatmění Slunce Zatmění Slunce označuje chvíli, kdy temný Měsíc překryje oslnivé Slunce a sluneční záře postupně pohasne. Během úplného zatmění, které trvá jen několik málo minut, lze pozorovat kolem „černého Slunce“ zářivý věnec (korona). Teplota na povrchu: 5 500°C. Teplota v jádře: 15000000. Průměr Slunce: 1 392 000 km, tj. 109 průměrů Země. Otočení kolem své osy: 27 dní na rovníku, 34 na pólech. Hmotnost: 2 miliony bilionů bilionů kg nebo 330 000 hmotností Země Slunce tvoří 99,9% hmoty sluneční soustavy. Čas oběhu kolem Slunce: ?. Gravitace: 28krát větší než na Zemi; člověk vážící 45 kg by na Slunci vážil 1270 kg Svítivost/zářivý výkon: 390 trilionů megawattů, což se rovná 90 miliardám megatunových vodíkových bomb vybuchujících každou sekundu. Hustota: jen čtvrtina hustoty Země.
MĚSÍC Měsíc obkrouží Zemi za 27,3 dne. Nevyzařuje vlastní světlo, nýbrž je nasvěcován Sluncem – stejně jako Země a ostatní členové naší planetární soustavy. Při novu, kdy Měsíc stojí mezi Sluncem a Zemí, je k nám obrácen svojí tmavou noční stranou, při úplňku můžeme vidět celou jeho denní stranu. Doba, která uplyne mezi dvěma úplňky, je delší než jeden oběh Měsíce kolem Země. Činí asi 29,5 dne. Již pouhým okem rozeznáváme na měsíčním povrchu světlé a tmavé zóny. U tmavších oblastí jde o rozlehlé, většinou rovné krajiny pokryté lávou, u světlejších oblastí pak o kopcovité nebo hornaté kraje, jejich povrch je navíc hodně zjizvený impaktními krátery na které si však musíme pořídit alespoň dalekohled. Z výzkumů v rámci programu Apollo (přistání na Měsíci v letech 1969-1971) vyplynulo, že měsíční povrch byl během prvních sedmi set padesáti milionů lete od vzniku planetární soustavy vystaven prudkému bombardování z kosmu (podobné stopy byly nalezeny později rovněž na mnoha jiných objektech sluneční soustavy, od Merkuru blízkého Slunci až po měsíce vnějších planet.). Protože nejstarší měsíční horniny ztuhly – stejně jako meteority nalezené na Zemi – přibližně před 4,55 miliardami let, je tento časový úsek považován za současné stáří celé sluneční soustavy. K tomu také byla zjištěna podobnost ve složení měsíčního a zemského horninového pláště a tedy vše nasvědčuje tomu, že Měsíc vznikl v raném období sluneční soustavy při srážce Země s útvarem velikým asi jako Mars. Průměrná vzdálenost od Země: 383400km. Průměr Měsíce: 3475 km. Gravitace: 0,17 násobek zemské gravitace. Délka jednoho oběhu kolem Země: zhruba 27 pozemských dní. Délka dne: zhruba 27 pozemských dní. Průměrná povrchová teplota: -160°C do 115°C. Hlavní atmosférické plyny: žádné.
2
Poznámky pod čarou: Počty objevených měsíců jednotlivých planet se neustále zvyšují, protože jsou objevovány kvalitnějšími a silnějšími dalekohledy stejně jako získané informace...
MERKUR Merkur je planeta nejbližší Slunci a proto se velmi obtížně pozoruje, neboť jej většinou Slunce přezařuje a objevuje se na večerní , popřípadě ranní obloze jen několikrát do roka na pár dní nebo týdnů. Dokonce i při takové „maximální eloganci“ se Merkur nachází od Slunce ve větším úhlu než 30°C, proto jej lze vypátrat jen nízko nad horizontem na světlejším nebi za svítání či za soumraku. Svým průměrem 4 878 km patří Merkur k menším planetám podobným Zemi. Průměrná vzdálenost od Slunce: 58 milionů km, tj. 0,39 násobek vzdálenosti Země od Slunce. Doba oběhu kolem slunce: 0,24 pozemského rokunce, jednou za 88 dní. Doba rotace: 59 pozemských dní. Gravitace: 0,37 násobek zemské gravitace. Průměr planety Merkur: 4 878 km. tj. 0,38 násobek zemského průměru. Denní teplota: stoupá téměř na 430°C. Noční teplota: klesá pod 180°C. Hmotnost: jedna osmnáctina hmotnosti Země. Čas oběhu kolem Slunce: 176 pozemských dní. Otočení kolem své osy: jednou za 59 dní. Obíhající měsíce: žádné. Prstence: žádné. Hlavní atmosférické plyny: velmi tenká atmosféra s malým množstvím kyslíku.
VENUŠE Venuše je po Slunci a Měsíci nejjasnější objekt na pozemské obloze. I ona se pohybuje uvnitř oběžné dráhy Země kolem Slunce, a proto ji lze nalézt vždy jen několik hodin po východu a západu Slunce jako večernici nebo jitřenku. Svým průměrem přibližně 12 100 km je Venuše jen o málo menší než Země. Za její velkou jasnost může hustý oblačný obal, který odráží cca tři čtvrtiny slunečního záření. Průměrná vzdálenost od Slunce: 108 milionů km, tj. 0,72 násobek vzdálenosti Země od Slunce. Průměr planety Venuše: 12 100 km, tj. 0,95 násobek zemského průměru. Denní a noční teplota: zůstává poměrně konstantní díky oxidu uhličitému, na který je bohatá hustá atmosféra Venuše a který způsobujíce skleníkový efekt: Činí 475°C. Gravitace: 0,88 násobek zemské gravitace. Hmotnost: čtyři pětiny hmotnosti Země. Měsíce: žádné. Prstence: žádné. Hmotnost: čtyři pětiny hmotnosti Země. Čas oběhu kolem Slunce: 225 dní (0,62 pozemského roku). Ve vztahu k otočení kolem své osy to znamená, že den je na ni delší než rok. Otočení kolem své osy: 243 pozemských dní. Průměrná povrchová teplota: 500°C. Hlavní atmosférické plyny: oxid uhličitý.
ZEMĚ Jako první nás při pohledu z vesmíru upoutá její modrá barva – velká část povrchu (2/3) je totiž pokryta oceány. Země je také jedinou nám známou planetou, kde se voda vyskytuje v kapalném stavu. Atmosféra je složena z dusíku a kyslíku, což je další zvláštností této planety - má málo oxidu uhličitého, ten vznikl na počátku života Země, byl však pohlcen vodou moří a 3
spotřebován prvními formami života, jež se zde objevily. Prvními živými organismy byly mořské řasy, které začaly obohacovat atmosféru o kyslík. Geologicky je Země velmi aktivním tělesem. Zemská kůra je rozdělena do velkých desek, které se pomalu posouvají. Třeba Evropa a Amerika leží na různých deskách a vzdálí se od sebe o několik centimetrů za rok.(asi 4cm) Na dně Atlantického oceánu najdeme Atlantický hřbet - velké pohoří, které tvoří hranici těchto dvou desek. Na některých místech se tyto desky srážejí a způsobují tak zemětřesení. Ve středu Země se nachází žhavé tuhé jádro ze železa obklopené vrstvou vnějšího tekutého jádra. Následuje zemský plášť, což je tlustá vrstva hornin, tak horká, že se chová jako rozteklá plastická hmota. Na tomto plášti se právě pohybují již zmíněné tektonické desky. Z toho můžeme vyvodit, že zhruba před 250 miliony lety byly všechny kontinenty spojeny v jeden, teprve časem se od sebe začali vzdalovat. Život na Zemi Vznikl záhy potom, co se utvořily planety. Samotná Země vznikla před 4,6 miliardy let a za necelou miliardu let už tu byly pro život příznivé podmínky. První lidé - Homo sapiens, kráčeli po Zemi před "pouhými" 200 000 lety. Průměrná vzdálenost od Slunce: 150 milionů km. Otočení kolem své osy: 23 hodin 56 minut. Čas oběhu kolem Slunce: 365,25 dne. Průměr planety Země: 12 756 km. Oběžná rychlost: 107 245 km/h. Měsíce: 1. Prstence: žádné. Hmotnost: 6 kvadrilionů kg. Průměrná povrchová teplota: 14°C. Hlavní atmosférické plyny: dusík a kyslík. Sklon rovníku k ekliptice: 23,5°.
MARS Také se jí říká „rudá planeta“, díky svému nápadně narudlému zbarvení. Jako vnější soused Země se dokáže přiblížit k naší planetě až na vzdálenost přibližně 56 000 000 km a lze jej pak pozorovat jako zářivý objekt celou noc. Průměr Marsu je značně menší než Země: 6800km. Na kvalitních detailních snímcích pořízených díky sondám lze na povrchu Marsu rozeznat vedle četných impaktních kráterů a zčásti aktivních obrovských sopečných kuželů také hluboké příkopy a struktury podobné řekám. Je možné se domnívat, že v dávných dobách na povrchu muselo být větší množství vody (ta se v současné řídké atmosféře oxidu uhličitého nemůže vyskytovat v kapalném stavu, protože by se okamžitě odpařila). Mars se otočí kolem své osy jednou za 24 hodin a 37 minut a protože jeho osa je stejně mírně nakloněná jako zemská, střídají se na Marsu roční období jako na Zemi ale trvají přibližně dvakrát déle. Průměrná vzdálenost od Slunce: 228 milionů km, tj. 1,52 násobek vzdálenosti Země od Slunce Průměr planety Mars: 6 787 km, tj. 0,53 násobek zemského průměru. Otočení kolem své osy: 24 hodin a 37 minut. Obíhající měsíce: 2. („Phobos“ – strach a „Deimos“ - hrůza – pravděpodobně jde o zachycené planetky - asteroidy). Prstence: žádné. Gravitace: 0,38 násobek zemské gravitace. Hmotnost: desetina hmotnosti Země. Čas oběhu kolem Slunce: trvá o něco málo déle než pozemský den (1,88 pozemského roku – 680 dní). Průměrná povrchová teplota: - 63°C. Hlavní atmosférické plyny: převážně oxid uhličitý.
4
JUPITER Jupiter je největší a nejhmotnější planeta sluneční soustavy. Ačkoliv je od Slunce vzdálen pětkrát dál než Země, je schopen kvůli své velikosti stále ještě odráží dostatek záření a proto se jeví jako druhá nejjasnější planeta (po Venuši, jen vyjímečně jej překoná Mars). Nemá pevný povrch (jako všechny plynné planety) a ukazuje pouze turbulentní atmosféru, v níž se převalují mraky hnané prudkými bouřemi. I amatérským dalekohledem lze rozeznat světlé a tmavé mraky. Protože se planeta otočí kolem své osy za necelých deset hodin, mění se v dalekohledu dosti rychle. Během jedné rotace Jupiteru je možné pozorovat rovněž i Rudou skvrnu, mohutný oválný vír o délce několika desetitisíců kilometrů a stále měnící podoby čtyř velkých Jupiterových měsíců. Nejvnitřejším z nich je „Io“ na němž se bylo nalezeno více než sto vulkánů a pozorovány déle trvající erupce. Vyvrhovaný materiál stačí na to, aby během několika málo milionů let kompletně přetvořil veškerý povrch tohoto měsíce. Na "Europě" se zase pod různě rozlámanými ledovými krami nachází několik kilometrů hluboký oceán se slanou vodou, kde se možná i nachází primitivní život. "Ganymed" jako největší měsíc ve sluneční soustavě disponuje – stejně jako jeho vnější soused "Callisto" – vlastním magnetickým polem. Průměr planety Jupiter: 142 800 km, tj. 11,2 násobek zemského průměru. Gravitace: 2,6 násobek zemské gravitace. Otočení kolem své osy: za necelých deset hodin. Čas oběhu kolem Slunce: dvanáct pozemských let (v každém znamení zvěrokruhu setrvává tedy jeden rok). Obíhající měsíce: 4. („Ió“, „Europa“, „Ganymed“, „Callistó“ a 12 malých - Metis, Andrastea, Amalthea, Thebe, Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope a cca dalších asi šedesát menších Jupiterových měsícům jakož i systém prstenců z řídkého prachu. Tyto měsíce objevil v roce 1610 Galileo Galilei). Prstence: jeden velmi tenký. Hmotnost: 318 hmotností Země. Průměrná povrchová teplota: - 153°C. Hlavní atmosférické plyny: vodík, helium, metan.
SATURN Planeta Saturn je další v řadě plynných obrů. Do jisté míry je to Jupiterův mladší bratr. Svým průměrem 120 OOO km sice není o nic menší než Jupiter ale nemá ani třetinu jeho hmotnosti (hmota v jeho nitru musí být tedy méně zhuštěná). Nebýt jeho prstence, který jej obtáčí, jevila by se tato planeta v dalekohledu docela jednotvárně. Prstenec se skládá z několika částí a jeho poloha se během saturnského roku (asi 30 pozemských let) mění: vidíme jej jako útvar nakloněný ke Slunci, vodorovný a odkloněný od Slunce. Kromě toho lze v okolí planety rozeznat až pět jeho větších měsíců z více než třiceti známých. Největším ze všech měsíců je „Titan“, který je svým průměrem 5 150 km největším měsícem ve Sluneční soustavě – je dokonce ještě větší než Merkur nebo Pluto. Má svoji hustou atmosféru složenou z dusíku a metanu. Ostatní měsíce jsou do jednoho menší, jejich průměr nečiní ani 1 600 km, a sestávají převážně z ledu. Průměrná vzdálenost od Slunce: 1427 milionů km, tj. 9,52 násobek vzdálenosti Země od Slunce. Průměr planety Saturn: 120 000 km, tj. 9,4 násobek zemského průměru. Čas oběhu kolem Slunce: 29 pozemských let. Otočení kolem své osy: 10 hodin. Měsíce: V okolí je viditelných pouze 5 velkých (Rhea, Iapetus, Titan, Dione a Tethys - mají průměr něco přes 1000 km a jen Titan má 5150km a 13 malých měsíců (Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Janus, Epimetheus, Mimas, Enceladus, Telesto, Kalypsó, Helene, Hyperion, Phoebe. Všechny jsou podobní měsícům Jupitera. Prstence: největší ze všech planet - 7 hlavních a stovky prstýnků. (Všechny velké planety - Jupiter, Saturn, Uran a Neptun - mají své prstence, ale žádný z nich se tomuto nemůže vyrovnat. Sahá prakticky od povrchu planety až do vzdálenosti dvakrát větší, než je poloměr planety - průměr prstence je přes
5
čtvrt milionu kilometrů. Skládá se z mnoha menších prstenů a jsou hodně tenké. Kdyby někdo vyrobil jejich model široký 13 km, byly by tenčí než CD disk. Gravitace: 0,9 násobek zemské gravitace. Hmotnost: 95 hmotností Země. Průměrná povrchová teplota: - 185°C. Hlavní atmosférické plyny: vodík, helium, metan.
URAN Planeta Uran (stejně jako Neptun a Pluto) byla objevena až poté, co byl vynalezen dalekohled. Byla to první planeta objevená dalekohledem a někdy se jí říká "spící". To proto, že rotační osa Uranu leží v jeho oběžné rovině, obíhá tedy Slunce jakoby vleže. Roční období jsou díky tomu velmi podivná, protože jeden pól planety míří přímo k Slunci a druhý přímo od Slunce - o 42 let později se prohodí. Kvůli své obrovské vzdálenosti od Slunce odráží tak málo světla, že není dost jasný, aby byl viditelný pouhým okem. Je přibližně dvojnásob vzdálený od Slunce než Saturn a jeho velikost činí dvě pětiny Saturnova průměru (51 000 km). V teleskopu se Uran stejně jako Neptun jeví jako nepatrně zelenkavý modrý kotouček (maličký Pluto i při obrovském zvětšení jako málo svítivý bod). Průměrná vzdálenost od Slunce: 2870 milionů km, tj. 19,2 násobek vzdálenosti Země od Slunce Průměr planety Uran: 51 000 km, tj. 4 násobek zemského průměru. Gravitace: 0,9 násobek zemské gravitace. Obíhající měsíce: čtyři velké, které mají průměr větší než 1000 km (Ariel, Umbriel, Titania a Oberon) a třináct malých měsíců (Kordélie, Ofélie, Bianca, Cressida, Desdemona, Julie, Portia, Rosalinda, Belinda, Puck, Miranda – která je nejzajímavější, protože je jedním z „nejpromíchanějších“ těles ve Sluneční soustavě, Sycorax, Caliban). Prstence: 11 velmi úzkých a tmavých. Čas oběhu kolem Slunce: 84 pozemských let. Hmotnost: 14,5 hmotnosti Země. Otočení kolem své osy: 17 hodin. Průměrná povrchová teplota: - 214°C. Hlavní atmosférické plyny: vodík, helium, metan.
NEPTUN Planeta Neptun (stejně jako Uran a Pluto) byla objevena až poté, co byl vynalezen dalekohled. Kvůli své obrovské vzdálenosti od Slunce odráží tak málo světla, že není dost jasný, aby byl viditelný pouhým okem. Je přibližně trojnásobně vzdálený od Slunce než Saturn a jeho velikost činí dvě pětiny Saturnova průměru (50 000 km). Této planetě se někdy říká "větrná", protože vzdušné víry proudí kolem jejího rovníku rychlostí až 2000 km/h. Jelikož modrá barva je barvou moře, tak byl Neptun pojmenován po římském bohu. V teleskopu se Neptun stejně jako Uran jeví jako nepatrně zelenkavý modrý kotouček (maličký Pluto i při obrovském zvětšení jako málo svítivý bod). Průměrná vzdálenost od Slunce: 4497 milionů km, tj. 30 násobek vzdálenosti Země od Slunce. Průměr planety Neptun: 49 500 km, tj. 3,8 násobek zemského průměru. Čas oběhu kolem Slunce: 165 pozemských let. Gravitace: 1,2 násobek zemské gravitace. Hmotnost: 17,1 hmotnosti Země. Měsíce: jeden velký („Triton“ – velký jako náš Měsíc. Je největším tělesem ve sluneční soustavě obíhajícím pozpátku, současně je jeho dráha nakloněna k rovníku planety - tyto dva fakty dovedly astronomy k teorii, že Triton býval planetou, než ho zachytila Neptunova gravitace. Teď Triton pomalu spirálou padá k Neptunu, až se s ním zhruba za 100 milionů let srazí.) a sedm malých („Naiad“, „Thalassa“, „Despina“, „Galatea“, „Larissa“, „Proteus“, „Nereida“. Prstence: 4 úzké.
6
Hmotnost: 17,1 hmotností Země. Průměrná povrchová teplota: - 225°C. Hlavní atmosférické plyny: vodík, helium, metan. Otočení kolem své osy: 16 hodin.
PLUTO Planeta Pluto byla jako jediná planeta objevená ve 20. století – v roce 1930. Kvůli své obrovské vzdálenosti od Slunce odráží tak málo světla, že není dost jasný, aby byl viditelný pouhým okem a na své dosti ekliptické dráze (svým sklonem 17 ° je nápadně přivrácená k rovině zemské dráhy – ekliptika) se vzdálí od Slunce až na pětinásobek než Saturn. Jeho velikost činí 2 300 km a je zdaleka nejmenší člen planetární rodiny. V teleskopu se maličký Pluto jeví i při obrovském zvětšení jako málo svítivý bod. V roce 2006 bylo Pluto přeřazeno Mezinárodní astronomickou unií z planet do skupiny trpasličích planet. Pluto je zatím jediná planeta, která nebyla prozkoumána. Kromě velikosti a hmotnosti se příliš mnoho neví. Obíhá kolem něj měsíc poloviční velikosti nazvaný „Charon“ a tvoří s Plutem jakousi dvojplanetu. Pro svou nehostinnost dostal jméno podle římského boha smrti. Průměrná vzdálenost od Slunce: 5925 milionů km, tj. 39,6 násobek vzdálenosti Země od Slunce. Průměr planety Pluto: 2 300 km, tj. 0,18 násobek zemského průměru. Čas oběhu kolem Slunce: 248 pozemských let. Gravitace: 0,07 násobek zemské gravitace. Měsíce: jeden („Cháron“). Prstence: žádné. Hmotnost: 454 hmotností Země. Otočení kolem své osy: Jeden den na planetě je 6,4 pozemských dní. Průměrná povrchová teplota: - 228°C. Hlavní atmosférické plyny: metan, dusík.
KOMETY Komety a asteroidy jsou pozůstatky z raného období sluneční soustavy, takový svědkové „zakladatelských časů“, a zbylé planetární stavební kameny. Za svůj rozdílný zevnějšek vděčí různému místu vzniku a složení. Asteroidy vznikly poblíž Slunce, komety vně oběžných drah Jupitera a Saturnu. Komety se vyznačují mlžným zjevem a markantním ohonem. Teprve v 18. století vyšlo najevo, že i ony se pohybují po elipsovitých drahách, a tudíž se pravidelně vracejí, ovšem až po staletích či tisíciletích. Vlastní jádra komet sestávají z prachu a zmrzlých plynů. Běžná kometa stráví většinu života lenošením na okraji Sluneční soustavy. Když se vydá na cestu a dosáhne dráhy Jupiteru, led se začne ohřívat. Kometa má dva ohony (ohon komety vždy míří od Slunce), jeden iontový a druhý prachový. Iontový ohon je usměrňován slunečním větrem a táhne sebou prachový ohon. Když se kometa otočí kolem Slunce a vrací se, ohon ji předbíhá a letí před ní. Vždy, když se kometa přiblíží ke Slunci, ztratí část své hmoty, takže postupně ubývá, dokud se z ní nestane jen temný balvan. Halleyova kometa Je nejznámější. Britský astronom Edmond Halley si roku 1695 uvědomil, že tři komety pozorované v letech 1531, 1607 a 1682 jsou ve skutečnosti jedna a předpověděl, že se znovu objeví roku 1758. Nikdo mu příliš nevěřil a Halley bohužel zemřel roku 1742, takže se své velké slávy nedožil. Halleyova kometa naposled minula Zemi roku 1986 a vrátí se znovu roku 2062. Shrnutí Kometa je prostě shluk prachu a ledu, který když se přiblíží ke Slunci, žár vytvoří kolem jádra komety oblak prachu a plynu - ten se nazývá koma. Sluneční vítr ho pak rozfouká do ohromného chvostu, plyn září a prach odráží sluneční paprsky. Chvosty komet jsou řídké, takže Země jimi může proletět bez úhony.
7
ASTEROIDY Asteroidy jsou malé planetky. Jde o kusy skal kroužících po svých vlastních drahách kolem Slunce. Tyto planetky do sebe občas narážejí, tříští se na kusy a zase se spojují. Vědci se domnívají, že jsou jich miliony, ale jsou většinou tak malé, že je ze Země nemůžeme pozorovat. Úlomky po srážkách se mohou dostat do naší atmosféry a pak jim říkáme meteority. První asteroidy byly poprvé nalezeny počátkem 18. století v tzv. pásu asteroidů nacházejícím se mezi dráhami Marsu a Jupiteru. Dnes už takových asteroidů známe mnoho. Jsou větší či menší, některé kříží dráhu Země, mnohé se dostávají ke Slunci blíž než Merkur, jiné se pohybují mezi dráhami Jupiteru a Neptunu tam a sem, další zase krouží kolem Slunce ještě vně Neptunovy dráhy (transneptunická tělesa – TNO). Jedno mají však společné: nacházejí se v celé sluneční soustavě. Některé planetky doprovází vlastní měsíc.
✗ ✗ ✗
Největší objekty dosud objevených „klasických“ asteroidů: Ceres – průměr asi 930 km. Quaoar – odhadovaný průměr 1250 km – předmět TNO. Sedna – odhadovaný průměr 1600 km – předmět TNO.
METEORITY Každý den procházejí naší atmosférou miliony částeček kosmického smetí. Něco je prach z komet, něco úlomky asteroidů. Mohou mít mikroskopickou velikost, ale také mohou vážit několik kilogramů. Během jednoho roku jich spadne na Zemi až 160 000 tun. Většinou v atmosféře shoří a jako meteory tam krátce zazáří, některé ale (asi desetina) dopadnou na Zemi jako meteority. Za jasné bezměsíčné noci lze spatřit tak 10 meteorů za hodinu. Někdy se objevuje úkaz zvaný meteorický roj. Při meteorické bouři padají tisíce meteorů za hodinu.
HVĚZDY Hvězdy jsou – stejně jako Slunce – zářivé plynné koule, které svou energií čerpají z přeměny vodíku na hélium. Nám se však jeví dokonce i v největších teleskopech jako pouhé svítící tečky, protože jsou od nás na rozdíl od Slunce nesmírně vzdálené. Hvězdy vznikají z chladných plynných a prachových oblaků, které se působením vnějších vlivů zhušťují; tento proces trvá v závislosti na hmotnosti hvězdy několik set tisíc až miliónů let. Hmotnost a životnost hvězd Nejméně hmotné známé hvězdy mají asi osm až deset procent hmotnosti Slunce. „Nejtěžší“ pak víc než sto hmotností Slunce. Hmota určuje rovněž předpokládanou životnost a dobu zániku hvězdy: hvězdy s velkou hmotností „zestárnou“ během několika málo milionů let a odcházejí z vesmírné scény jako tzv. supernovy v mohutném záblesku energie a zanechávají po sobě bizarní neutronové hvězdy nebo černé díry. Hvězdy chudé na hmotu existují naopak až sto miliard let a ve svém závěru se smrsknou v bílé trpaslíky. Poznámky pod čarou: Hvězdy Velkého vozu jsou ve skutečnosti od nás velmi různě vzdálené.
DVOJHVĚZDY Dvojhvězdy jsou většinou dvojice sousedních hvězd, které buď jen leží ve stejném směru pohledu, ale jsou od nás různě vzdálené (optické dvojhvězdy, nebo k sobě v prostoru patří a vzájemně se obíhají (fyzické dvojhvězdy). Pouhým okem lze od sebe odlišit dvojhvězdy, které jsou od sebe vzdálené více než 120 úhlových vteřin; když se jejich jasnost velmi různí, musí být jejich vzájemná vzdálenost větší (vzájemná vzdálenost se uvádí v úhlových vteřinách: 1 úhlová vteřina=1/3600° - Měsíc se jeví 8
na obloze jako objekt o úhlovém průměru asi 1800 úhlových vteřin neboli 0,5°). U mnohých (fyzických) dvojhvězd se díváme přesně an hranu vzájemných oběžných drah a pak dochází ke střídavému zatmění hvězd, která lze pozorovat jako pravidelně se vyskytující změny jasnosti; jiné (spektroskopické) dvojhvězdy se nacházejí tak blízko u sebe, že je od sebe nelze rozlišit ani ve velkém teleskopu. Poznámky pod čarou: Tři známé dvojhvězdy. Albireo v souhvězdí Labuť, dvojitá dvojhvězda Epsilon v souhvězdí Lyra a optická dvojhvězda Mizar a Alkor v souhvězdí Velký vůz.
OTEVŘENÉ HVĚZDOKUPY Otevřené hvězdokupy jsou více či méně hustá uskupení až několika set hvězd, které k sobě sice prostorově patří, ale jsou spolu spojené méně než dvojhvězdy nebo vícenásobné hvězdy. ✗ ✗ ✗ ✗
hvězdy ve hvězdokupě jsou v přibližně stejné vzdálenosti, hvězdy mají zhruba stejné stáří, hvězdy mají podobné chemické složení, hvězdy mají rozdílnou hmotnost, pohybující se od 80 - 100 hmotností Slunce pro nejhmotnější hvězdy ve velmi mladých hvězdokupách k méně než 0,08 hmotností Slunce. (Údaj o hmotnostech 80 - 100 hmotností Slunce se vztahuje spíše k hvězdokupám mimo naši Galaxii.)
Pouhým okem lze zřetelně rozeznat jen několik málo hvězdokup (např. Plejády a Hyády v souhvězdí Býka), jiné vypadají jako rozplizlé, mlhavé hvězdy (např. M44 - hvězdokupa Jesličky). Otevřené hvězdokupy se během času postupně rozpouštějí, protože hvězdy, které vznikly společně, se od sebe v průběhu několika set miliónů nebo miliard let pomalu vzdalují. Přestože tyto hvězdokupy jsou patřičně „mladé“, najdeme je převážně v Mléčné dráze nebo v její blízkosti. Poznámky pod čarou: Otevřené hvězdokupy Plejády a Hyády v souhvězdí Býka.
KULOVÉ HVĚZDOKUPY Kulové hvězdokupy jsou mnohem kompaktnější shluky mnoha desetitisíců až několika set tisíců hvězd. Přesto dojem, který vyvolávají na snímcích husté shluky v nitru kulových hvězdokup, klame – ačkoliv uprostřed jsou si hvězdy v každém přípapadě několik tucetkrát blíž než v okolí, jsou od sebe pořád ještě hodně vzdálené. Kulové hvězdokupy vykazují zcela jiné prostorové uspořádání uvnitř Mléčné dráhy než otevřené hvězdokupy: pohybují se jako roj komárů kolem centra Galaxie a soustředí se nejen v galaktické rovině. To (stejně jako vysoké stáří příslušných hvězd) naznačuje, že kulové hvězdokupy se utvořily v raném stadiu vzniku naší Mléčné dráhy. Poznámky pod čarou: Kulová hvězdokupa M80, vzdálená světelných let, která krouží kolem naší galaxie po širokých drahách…
METEORY A METEORITY Meteory a meteority jsou produkty rozpadu komet, popřípadě trosky asteroidů. Meteory (létavice) se dají pozorovat za každé jasné hvězdnaté noci – náhle vzplanou a urazí po obloze kratší či delší dráhu. Příčinou tohoto světelného jevu lze hledat v prachu, jehož zrnka jsou velká asi jako špendlíková hlavička, která obrovskou rychlostí ( 15 až 70km/s) narážejí zvenčí na zemskou atmosféru, jež je prudce zbrzdí a třením rozžhaví. My však vidíme zářit pouze úsek, kterým prolétají, nikoli částice samotné. Občas (např. kolem 12. srpna nebo v polovině listopadu) protíná Země dráhu komety a 9
posléze prochází opravdovým prachovým oblakem, složeným z rozpadových produktů. Potom mohou zazářit tucty, ve výjimečných případech ale až mnoho set meteorů za hodinu, které jsou pojmenovány po souhvězdí, z kterého jako by padaly. Srpnové létavice jsou známy jako Perseidy (podle souhvězdí Perseus), listopadové Leonidy jsou pojmenovány po souhvězdí Lev. Větší úlomky pak mohou prolétnout atmosférou více méně bez úhony a dopadnou na zem jako meteority. Tyto vesmírné „bomby“ (podle složení buď kamenné nebo železné) se pak nazývají podle nejbližšího místa dopadu. Pokud je možná pozorovat jejich zářivou stopu při průletu atmosférou, lze zjistit dokonce jejich původ. Tak například kamenný meteorit, který dopadl v roce 2002, zvaný Neuschwanstein, pochází z pásu asteroidů. Přibližně před patnácti miliony let dopadly na zem dva větší kusy o průměru asi 200 m, příp. jednoho kilometru, do oblasti Švábského Alby a zanechaly po sobě Steinheimskou pánev o délce asi 3,8km a Nördlinger Rise dlouhý přibližně 24km. Dopady objektů o průměru větším ne 10km jsou zřejmě schopny zanechat po sobě krátery o průměru několika set metů a mívají celosvětové následky; je možné jimi odůvodnit hromadné vymírání v dějinách Země. Naštěstí k nim nedochází příliš často.
PLYNNÉ A PRACHOVÉ MLHOVINY Plynné a prachové mlhoviny obsahují mezihvězdnou hmotu a tvoří tak zásobárnu, z níž dodnes (více než 13 miliard let po hypotetickém vzniku vesmíru ve velkém třesku) vznikají nové hvězdy. Nápadnější (ojediněle ji lze rozpoznat už pouhým okem) je svítivá plynná mlhovina: v jejím případě podněcují mezihvězdný plyn ke svícení sousední žhavé hvězdy. Nejznámějším příkladem je Velká mlhovina v Orionu, kterou lze spatřit na tmavém pozorovacím stanovišti dokonce bez dalekohledu či teleskopu. Kromě toho jsou také plynové a prachové oblaky, které pouze odrážejí zář sousedních hvězd (jako je tomu třeba u modře zářící reflexní mlhoviny v Plejádách, která se jasně rýsuje na dlouze exponovaných snímcích „Sedmi sester“. Když nejsou na blízku žádné jasné nebo žhavé hvězdy, plynné a prachové oblaky zůstávají chladné a pohlcují světlo za nimi ležících oblastí, , takže se odlišují od světlého pozadí jako tmavé oblaky (nejznámější je slavná Koňská hlava nedaleko levé pásové hvězdy Orionu).
MLÉČNÁ DRÁHA Mléčná dráha je stříbřitý lesklý pás, který se táhne po celé obloze, když ho pozorujeme z tmavého stanoviště. Je to viditelný výřez gigantického hvězdného systému (galaxie), který kromě našeho slunce a „sousedních hvězd“ patrných pouhým okem čítá dohromady více než sto miliard hvězd. Protože jsme spolu se Sluncem částí této galaxie,není nijak jednoduché přesně stanovit její velikost a tvar a naši polohu uvnitř tohoto hvězdného uskupení. Astronomové vycházejí z předpokladu že: naše galaxie vypadá při pohledu zvenčí jako plochý disk se zahuštěným středem o průměru sto tisíc světelných let. ✗ uvnitř tohoto galaktického disku se nachází typická spirálová struktura, která se vyznačuje především tím, že je podél jejích ramen možné rozeznat mnohem vyšší koncentraci oblastí vzniku hvězd a žhavých mladých hvězd.¨ ✗ naše Slunce se nachází ve vzdálenosti asi 25 000 světelných let od galaktického středu poblíž vnitřní strany jednoho ze spirálových ramen. ✗
Poznámky pod čarou: V létě prochází Mléčná dráha souhvězdím Labutě; tam je také vidět mnoho červených plynných mlhovin, jako třeba mlhovina Severní Amerika (levý okraj).
GALAXIE Galaxie jsou samostatné hvězdné systémy („vesmírné ostrovy“). Pouhým okem lze na severní polokouli rozeznat pouze Velkou galaxii (M 31) v Andromedě (vzdálenou přibližně 2,9 milionů let a která je podobná stavbou a tvarem Mléčné dráze), na jižní polokouli lze spatřit na obloze oba Magellanovy oblaky jako menší satelitní galaxie (vzdálené 170 000 popřípadě 200 000 světelných let). Dalekohledem je možné pozorovat několik dalších objektů v podobě 10
mlžných skvrn ale ani větší amatérské teleskopy nejsou schopny v galaxiích rozlišit jednotlivé hvězdy. Rozpoznatelné tvarové bohatství galaxií, zachycené na dlouho exponovaných fotografiích, sahá od eliptických galaxií bez jakékoliv struktury přes spirální galaxie a tzv. spirální galaxie s příčkou až po soustavy nepravidelného tvaru. Galaxie se často sdružují do menších skupin nebo tvoří velké galaktické hvězdokupy v nichž může být mnoho tisíc galaxií. Naše Mléčná dráha tvoří spolu s Velkou galaxií v Andromedě a asi třiceti dalšími, většinou menšími galaxiemi, „Místní skupinu galaxií“.
✗ ✗ ✗ ✗
(Použité materiály: Poznáváme souhvězdí na noční obloze od Hermann-Michael Hahn, vydané firmou Pavel Dobrovský BETA s.r.o., www.dobrovsky.cz. http://planety.topweb.cz/pluto.php http://objekty.astro.cz/mlhoviny/2192-mlhoviny http://cs.wikipedia.org).
11
