XLVI. ŽEŇ OBJEVŮ 2011

®

XLVI. ŽEŇ OBJEVŮ 2011 Jiří GRYGAR, Fyzikální ústav AV ČR, Praha ([email protected])

----------------------------------------------------------------------„Astrofyzici mají moc změnit společnost.“ Matt Mountain (ředitel STScI; dekadická zpráva AAS)

SLUNEČNÍ SOUSTAVA PLANETY Merkur MESSENGER – (zaparkován 18 III po 6,5 ročním letu o délce 8 mld. km; brzdění 15 min.) snímky od 4 IV, rozlišení až 18 m: Lávová pole hluboká až 1 km na severu (6 % povrchu), dosud aktivní vulkanismus? Prohlubně ø <3 km = ztráta těkavých látek. Magnetická osa skloněna k rotační o 3º. Magnetický rovník posunut o 480 km k severu. Magnetosféra nemá radiační pásy. Těžké ionty nad oběma magnetickými póly. Fe jádro přes polovinu poloměru! Nikdy nebyl horký (<1 kK); žádná velká srážka v minulosti; hojnost S, deficit Fe. Radar Arecibo: led na zastíněných dnech kráterů >67° severní šířky (rozlišení 1,5 km)

2

Země Agile + Fermi: (zá)blesky záření gama ve stratosféře (TGF): tropické oblasti, výška 10 ÷ 20 km; 0,35 ÷ 100 MeV. Vysoké zastoupení pozitronů v bouřkách – klouzání podél siločar geomagnetického pole (bouřka nad Zambií, ale detekce nad Egyptem – vzdálenost 4,5 tis. km). Fermi již 130 TGF; denně nad Zemí cca 500 TGF! Brzdné záření elektronů urychlených v silných elektrických polích. APOLLO na Měsíci LRO: změny odrazivosti na místech přistání lunárních modulů projektu Apollo (1969-72) = zplodiny z trysek raketových motorů, šlépěje astronautů, trasy roverů

Mars

3

Mars (11 % MZ ) vznikl během 3 mil. let; drift Jupiteru ho připravil o stavební materiál Katalog 130 tis. kráterů >2 km je úplný. Raný stav a vývoj povrchu: silné magnetické dynamo postupně sláblo; větší zastoupení tekuté vody; vznik phylosilikátů, vulkanismus Tharsis; impaktní pánve Argyre, Isidis, Hellas a tvorba obřích impaktních kráterů; dlouhé kaňony; velmi hustá atmosféra; eroze údolí dlouhých tisíce km; Opportunity: přechod Phobosu přes Slunce; modrý opar při západu Slunce Jupiter Impakt 19 VII 09 (černá skvrna): energie impaktu 100 EJ; rozměr <500 m; hustota 2,5x voda; hojný Si; planetka, nikoliv jádro komety; ohřev atmosféry +6 K; drift východně >20 m/s; aerosoly a ethan (IČ) Družice Io: oceán magmatu 40 km pod povrchem: o dva řády víc magmatu, než všechny sopky na Zemi! Má magnetický dipól; nejde o tuhé těleso

4

Saturn Prstence: Rocheova mez pro balvany kratší než pro led: první se rozpadá na zrnka; následně kameny spadnou na planetu. Původní hmotnost o 3 řády vyšší než dnešní Polární záře: 1 tis. km nad mraky (Cassini, blízké IČ) Titan: opar atmosféry – N2; O2; uhlovodíky ø 0,1 μm; nukleotidy A, C, G, T, U!; mračna na rovníku a bouřka Jupiter a Saturn – cestovní mapa Vznik: Jupiter (3,5 AU); migrace ke Slunci (slapy a brzdění v meziplanetárním disku) na 1,5 AU! Saturn rychle narostl (8,7 AU) a zabrzdil tak Jupiter, který by jinak zlikvidoval terestrické planety a spadl do Slunce. Rezonance drah 3:2 nakonec obrátila směr migrace obou obřích planet a odsunula také Uran a Neptun. 15 % planetek dopraveno za dráhu Saturnu. Venuše a Země posunuty do vzdáleností 0,7 a 1,0 AU od Slunce. Pohublý Mars migroval od Slunce a nasměroval kovové planetky do vnitřního pásu planetek typu S. Vnější pás má planetky typu C bohaté na vodní led. Komety v pásmu planetek hlavním zdrojem vody pro Zemi. Země vyhrála v kosmické loterii díky Saturnu!

5

NEPTUN Galileo XII 1612 a I 1613 – zakreslil pohyb U. Le Verrier 31. VIII.1846 – výpočet dráhy z poruch Uranu; dopis Gallemu 18. IX.; došel 23. IX. J. Galle 23/24. IX. 1846: objev v Berlíně 1º od předpovědi; vzdálenost 4,5 mld. km; oběžná doba 164,8 roku; sklon osy 28º; rotační per 16,1 h HST 25/26. VI. 2011, WFC3: první oběh od objevu

6

MEZIPLANETÁRNÍ LÁTKA Srážka planetek téměř v přímém přenosu (596) Scheila: objev 1906; a = 2,9 AU; e = 0,15; i = 15°; ø113 km; hustota 2x voda; rotační per. 16 d. 11 XII 2010 Subaru (IRCS): rozmazaná 13 mag; spektrum jako Tagish Lake. HST, Swift: ~27 XI srážka s miniplanetkou ø <100 m; v = 5 km/s; kráter ø <1km; vymrštěno 300 kt prachu (zrnka <1 μm) rychlostmi <80 m/s; průřez komou 22 tis. km2; slábla do 5 I 11. Planetka (25143) Itokawa (640 x 250 m) Hajabusa: návrat pouzdra 13 VI 2010. Unikátní vzorky z planetky typu S – zrnka vyvřelých nerostů (pyroxenů) a minerálů (olivín bohatý na Fe); 1,5 tis. zrnek ø <180 μm, opálených (načervenalých) slunečním větrem; prozkoumáno 52 ks; hustota 3,4krát voda; příbuznost s meteority - chondrity typu LL; první prozkoumaný regolit planetky: vzniká dopady meteoritů, ale za 1 mil. let se povrch obrousí o stovky mm; povrch hladký bez impaktních kráterů: hromada sutě složená teprve před 8 mil. let. Hmotnost 3,5.1010 kg; rotační perioda 0,5 d; křížíč zemské dráhy: q = 0,95 AU; Q = 1,7 AU, P = 1,5 r

7

(4) Vesta (ø 529 km) Dawn: start 27 IX 07; iontový motor XII 07- XII 08; gravitační prak u Marsu 21 XI 08; přibližování k Vestě 3 V 11; parkování u Vesty 11 VIII 11 (2,7 tis. km nad povrchem); 29 IX 11 (680 km) a 12 XII 11 (210 km). Nádherné snímky. Vesta zdrojem 3 typů meteoritů dopadlých na Zemi

HST (1996): na již. pólu obří kráter ø 460 km (Rheasilvia); hloubka 13 km; výška valů až 12 km; středový vrcholek 18 km

8

IRTF (2011): spektrum úlomku (237442) = 1999 TA10 odpovídá vnějšímu plášti Vesty. Jádro kovové. Náraz projektilu ø 80 km; rychlost 5 km/s. Vesta je starší než Jupiter – těžké bombardování (saturace krátery ~ ø 200 km) během vzniku obřích planet Planetky z našich luhů a hájů (planetky.astro.cz) (17608) Terezín, (24949) Klačka, (25358) Boskovice, (26422) Marekbuchman, (40230) Rožmberk, (51261) Holuša, (60008) Jarda, (60423) Chvojen, (85516) Vaclík, (90926) Stáhalík, (90936) Neronet, (90937) Josefdufek, (128622) Rudiš, (175017) Záboří, (191282) Feustel, (239792) Hankakováčová, (247652) Hajossy, (267585) Popluhár Sluneční komety SOHO: LASCO – nejúspěšnější lovec komet vůbec. První tisíc slunečních komet objeven v intervalu 10 let; druhý tisíc 26 XII 2010 za polovinu doby! Reálné zvýšení přítoku – blíží se návrat obří (Kreutzovy) komety?

9

Kometa C/2011 W3 (Lovejoy) objev 27. XI. (13 mag): rodina Kreutzových komet; SOHO 14. XII.: –3 mag!; SDO (UV): přísluní 16. XII. 831 tis. km od středu Slunce (135 tis. km nad fotosférou) – chvost zmizel, ale obnovil se jak iontový tak prachový; opět –3 mag (32 h po průchodu přísluním).

SLUNCE

10

Mezi 23. a 24. cyklem činnosti bylo Slunce beze skvrn jen 32 dnů; rekord XX. stol. z r. 1913 (91 dnů) nebyl překonán Zatmění 11 VII 2010: Velikonoční ostrov a atol Tatakoto (Oceánie) – změny korony za 83 min (kvalita snímků lepší než z družic); pásmo 1 ÷ 3 R☼; (dosud 1,05 ÷ 1,5 R☼); teploty <500 kK a >2,5 MK jsou vzácné. Elektronová teplota 1 MK SDO (start II 10): objev Alfvénových vln (putující oscilace iontů a magnetického pole) v přechodné vrstvě mezi chromosférou a korónou (amplituda 20 km/s; periody 500 ÷ 1 000 s) vysvětlení ohřevu koróny WIND: pulzní Alfvénovy vlny (solitony) ve slunečním větru před Zemí - 175 úkazů za 10 d; stáčení geomagnetického pole až o celý kvadrant směru siločar; rychlost větru 320 ÷ 550 km/s

HVĚZDNÝ VESMÍR

11

Exoplanety (EP); hnědí trpaslíci Družice Kepler: sleduje 156 tis. hvězd, z toho >1,2 tis. kandidátů EP u 1 tis. hvězd; >800 osamělých EP; >400 vícenásobných EP. Těsné obří EP likvidují terestrické EP.  Kepler-11 (poloha 1948+4155): 6 tranzitujících EP! 5 EP v per. 10 ÷ 47 d; a: 0,09 ÷ 0,25 AU + 0,46 AU; trvání tranzitů 4,0 ÷ 9,6 h; 2,0 ÷ 4,5 RZ; 2,3 ÷ 13,5 MZ + <1 MJ.  Kepler-10 (Dra; 11 mag; 170 pc): b: 4,6 MZ; 1,4 RZ; per. 20 h; hustota 8,8x voda  Kepler-16 („Tatooine“): těsná dvojhvězda (0,7 + 0,2) M☼; (0,65 + 0,23) R☼; e = 0,16; orb per. 41 d. EP: 0,3 MJ; 0,8 RJ; 1,0x voda; kruh; orb per 229 d.  J1719-1438 (ms pulsar + EP): průvodce (C – O) je krystal, tedy diamant!  Gravitační čočky (MOA + OGLE): 2 roky sledování EP ve výduti Galaxie – velmi krátké

12

úkazy od exoplanet – nomádů. Nomádů je 2x více než hvězd !!  WISE: IČ přehlídka oblohy – 7 velmi chladných hnědých trpaslíků třídy Y. Nejchladnější 1828+2650 má teplotu 300 K (27 °C)!

Hvězdy V1309 Sco (3,7 kpc, b = -3°; bin per. 1,4 d): OGLE světelná křivka od VIII 01 - exploze 2 IX 08 (Imax = 6,8 mag); sp III se měnilo: F – K – M; rozteč složek o úhrnné hmotnosti ~2 M☼ (1,2 + 0,7 M☼) jen 3 mil. km. Obálka primární složky zalila sekundární složku = splynutí. Původně oddělená dvojhvězda s per ~3 d; obě složky ztrácely hmotu (2/3 života); ve 3. třetině polodotyková soustava typu Algol; pak sekundár opouští hlavní posloupnost (kontaktní dvojhvězda), perioda se rychle zkracuje. Společná obálka urychlí splynutí hvězd. Po výbuchu zmizela periodicita světelné křivky. Podobně lze vysvětlit: V838 Mon (~8 M☼), V4332 Sgr; M31 RV… SN 2011fe (UMa; M101 – „Větrník; 6,4 Mpc): PTF 23 VIII; nejbližší SN Ia za 40 let; objev 17 mag;

13

ploché max 10 mag počátkem IX; koncem roku 14 mag. Rozpínání 16 tis. km/s; žádné čáry H I. 3,4 kpc od centra galaxie GRB 101215A (And; „vánoční záblesk“): trvání 28 minut! Pád komety na neutronovou hvězdu ve vzdálenosti 3 kpc, nebo splynutí obří héliové hvězdy s neutronovou v galaxii vzdálené 1,7 Gpc? Obří bubliny záření gama: Fermi (1 ÷ 100 GeV): Vir-Gru; rozměr kolmo od roviny Galaxie 10 kpc. Pozorovány i v rtg. a rádiu družicemi ROSAT a WMAP. Výsledek slapového pohlcování hvězd černou veledírou v centru G v průměru co 30 tis. let. Pohlcení uvolní energii 3.1045 J; odtud plazma o teplotě 100 MK a rychlosti 1 tis. km/s. Urychlování elektronů na TeV, fotony v průměru 50 GeV, ale v rovině G. pohlceny. Přebytek protonů kosmického záření v tzv. kolenu (~10 PeV). Teorie dává poloměr bublin 5 kpc a únikovou dobu z bublin 15 mil. let.

14

VZDÁLENÝ VESMÍR / KOSMOLOGIE Obří černé veledíry NGC 3842: nejjasnější elipt. galaxie v kupě A1367 (Leo; 98 Mpc); hmotnost veledíry 9,7 mld. M☼ NGC 4889: elipt. galaxie v kupě A1656 (Com; 103 Mpc); >10 mld. M☼! Schwarzschildův poloměr >200 AU!!

15

Rekordní rentgenový záblesk GRB 110328A Swift: poloha 1644+57, dále HST, Keck, Gemini-N, Chandra (Dra; 1,2 Gpc; max 4.1039 W; vyzářená energie 3. 1044 J). V pásmu 10 keV dozníval záblesk více než měsíc: zdroj v centru anonymní galaxie (černá veledíra >1 mil. M☼ pohlcovala bílého trpaslíka); zářivý výkon ~10 bilionů L☼ ! Kupa galaxií COSMOS-AzTEC3 z = 5,3 (Sex; 3,85 Gpc; 1,1 mld. r. po VT – rekord) Kvasar ULAS J1120+0641 Objev UKIRT (DSS, 2005); sp. Gemini-N + VLT ESO: z = 7,085 (Leo; 3,96 Gpc; 770 mil. r. po VT; veledíra >2 GM☼; 63 TL☼ !!). Uprostřed éry reionizace; zdvojnásobení hmotnosti černé díry akrecí vždy za 50 mil. let, či rychlé zhroucení protogalaktického oblaku hmoty? Reionizace 270 ÷ 900 mil. let po VT. GRB 090429B z = 9,4 (CVn; 1403+3210; 4,03 Gpc; 524 mil. r. po VT): trvání 5,5 s; maximum energie fotonů 49 keV; kolaps hvězdy 30 M☼; sp. Gemini-N a UKIRT

16

Galaxie UDF j – 39546284 HST WFC3: 29 mag; z = 10,3 !; (sp. 1,6 μm); rekordní vzdálenost 4,05 Gpc; 463 mil. r. po VT; co se děje ve vesmíru kolem z = 14 (300 mil. r. po VT) ? Tempo tvorby hvězd v galaxiích roste o řád mezi 480 a 650 mil. r. po VT. Dosahuje maxima 2,5 mld. let po VT. V pozorovatelném vesmíru je 3.1023 galaxií Podíl skryté energie na hmotě vesmíru WMAP (7 let měření): skrytá energie 73 %; skrytá látka 23 %; baryony 4 %. VLT ESO: stavová rovnice skryté energie w = (-0,996 ± 0,025) Hubbleův kosmický teleskop (HST) Start 24. IV. 1990; >21 let provozu; >50 TB dat (přes 10 tis. DVD). Milionté pozorování 4. VII. 2011: spektrum HAT-P-7b (Kepler-2b), 320 pc; per 2,2 d; poloosa dráhy 6 mil. km; 1,8 MJ; 1,4 RJ; hustota 0,9; teplota 2,7 kK

17

SPOLEČENSKÉ ZPRÁVY Úmrtí Ralph BALDWIN (1912-2010; krátery na Měsíci); Georgij KRASINSKY (*1939; nebeská mechanika); Bernard MILLS (*1920; radioastronomie); Alan MORWOOD (*1945; IČ astronomie, ESO VLT); Gerard ONSORGE (*1931; meteory a popularizace astronomie; exil v USA); Norman RAMSEY (*1915; atomové hodiny, Nobel 1989); Leif ROBINSON (*1939; Sky &Telescope); Jaroslav RUPRECHT(*1931; hvězdokupy); Ladislav SEHNAL (*1931; nebeská mechanika; ředitel ASÚ AV); Antonín TLAMICHA (*1930; sluneční radioastronomie); Ludmila WEBEROVÁ(*1922; časová služba) Ceny a vyznamenání Svět Jocelyn BELLOVÁ-BURNELLOVÁ (G. Reberova m.; pulsary); Enrico COSTA a Gerald FISHMAN (Shawova c.; GRB); George EFSATHIOU, Carlos FRENK, Simon WHITE (Gruberova c.; kosmologie);

18

(Richard ELLIS (Zlatá m. RAS; přístroje HST,TMT); Eberhard GRŰN (Zlatá m. RAS; kosmický prach); Jan PALOUŠ (čestný člen RAS); Saul PERLMUTTER, Brian Schmidt, Adam RIESS (Nobel c. za fyziku; zrychlené rozpínání vesmíru); Lord Martin REES (Templetonova c.; spirituální hodnoty); Joseph SILK (Balzanova c.; kosmologie); Rašid SUNJAJEV (c. Kjótó; reliktní záření); Michael TURNER (Darwinova př. RAS; astročásticová fyzika); Alex VILENKIN (Whithrowova př. RAS; kosmolog. inflace); Doma Stanislav FOŘT (5. IOAA; absolutní vítěz); Jiří GRYGAR (Nušlova c.; ČAS); Josip KLECZEK (Littera astronomica, ČAS); Daniela KORČÁKOVÁ (prémie O. Wichterleho, AV ČR); Peter KOSEC (5. IOAA; zlatá m.); Viktor NĚMEČEK (XVI. MAO; zlatá m. – junioři); Michael PROUZA (prémie O. Wichterleho, AV ČR); Jakub VOŠMERA (5. IOAA; stříbrná m.); Marek WOLF (Kopalova př., ČAS); Olga ZIBRÍNOVÁ (čestná členka SAS pri SAV)

19

Zákulisí Žně objevů Výpisky: cca 1 500 záznamů/rok (knihovna Astron. ústavu AV ČR, Ondřejov) Zdroje: Těžké váhy (výtisk >1 kg) Astrophysical Journal (3x/měsíc à 1,1 tis. str.) Astronomy and Astrophysics (2x/měs. à 900 str.) Monthly Notices (3x/měs. à 900 str.) Astronomical Journal (1x/měs. à 500 str.) Střední váhy Nature a Science (týdeníky); Acta astron.; Astron. žurnal + Pisma AŽ; Astroparticle Phys.; Astrophys. Space Sci.; Celestial Mechanics & Dynam. Astron.; IAU Circulars; Icarus; Meteoritics Planet. Sci.; New Astron.; Publ. Astron. Soc. Jap.; Publ. Astron. Soc. Pacific; Solar Phys.; Space Sci. Rev.; Welterové váhy Sky & Telescope a weby NASA, ESO, ESA Úhrnem ~15 tis. tiskových str./měsíc Krátký souhrn „Letošní pohled na vesmír vloni“ spolu s M.Prouzou/D.Ondřichem: Astropis od r. 2004 Psaná verze Žně objevů (Kozmos) (od r. 1995): cca 250 str. rukopisu (A4) za rok: cygnus.astro.sk/zne/ o–O–o

20

„Bez základního vědeckého výzkumu nemohou přijít žádné aplikace. Koneckonců elektřina a žárovka nebyly vynalezeny postupnými inovacemi svíčky.“ Nicolas Sarkozy (2010)