Text Dagmar Cestrová a foto NASA Jak zachytit obraz něčeho, od čeho se neodráží světlo? Vědci tušili, že ačkoliv pozorujeme vesmír pomocí dalekohledů stovky let a jeho fotografie dnes posílají na zem kosmické sondy, existuje ještě spousta jevů, které sotva tušíme. Třeba fenomén, který fascinuje i laiky, tedy černé díry. Jestliže se krmí vším, co je v jejich okolí, pohlcují i světlo a my je tedy nemůžeme běžným způsobem vidět. Že se takovýto vesmírný objekt nachází v určitém místě, můžeme pouze vyvodit z jevů, které ho doprovázejí. Jenže, kde vzít jistotu? Konečně barvy V poslední době začalo téměř mimo zájem široké veřejnosti pro vědce obrovské dobrodružství v pozorování vesmíru. V červenci roku 1999 byla na oběžnou dráhu vypuštěna družicová observatoř Chandra, která využívá vše, co se lidstvu zatím podařilo zjistit o rentgenovém záření, kdysi označovaném také jako paprsky X. A od té doby chrlí jedno překvapení za druhým. Snímky, které denně přicházejí na zem, nejen popisují známé jevy v nových souvislostech, ale odhalují i objekty, které lidské oko zatím nevidělo. Navíc ukazují vesmír, zatím zachycovaný pouze formou šedivých snímků, v nádherných barvách. Rentgenové paprsky jsou převáděny do barevné škály podle milionových teplot zkoumaných oblastí – nejchladnější jsou červené, které při střední energii přecházejí v různé odstíny zeleně, až po nejvíce horké – modré.
Jeden objev za druhým Byla to právě Chandra, která díky rentgenovému záření přinesla důkaz, že uprostřed naší Mléčné dráhy je v místech, kde ji nikdo nečekal, s největší pravděpodobností černá díra. A jen sto světelných let je od ní vzdálen hvězdný shluk (Arches Cluster), ve kterém vznikají nové hvězdy. Je starý milion až dva miliony let a nachází se asi dvacet pět tisíc světelných let od Země (1 světelný rok je 9,46 bilionu kilometrů, Slunce je vzdáleno od Země asi 149,6 milionu kilometrů).
Jinou černou díru objevila Chandra v souhvězdí Circinus v galaxii vzdálené třináct milionů světelných let od Země. Její hmotnost je asi padesátkrát větší než u našeho Slunce. Černou díru objevili uvnitř kulové hvězdokupy, tedy husté skupiny několika tisíců až milionů velmi starých hvězd. Díry jako nejtemnější objekty ve vesmíru nezáří, ale jak pohlcují plyny, ty se zahřívají na extrémní teploty a okolí díry se tak vyjeví v rentgenovém spektru. Do současné doby byly už odhaleny ve vesmíru desetitisíce zdrojů rentgenového záření, mezi nimi jsou právě i dosud neviditelné tajemné černé díry, extrémně husté objekty označované jako neutronové hvězdy a další. Vědci si také poopravili současné představy o teplotě vesmíru. Nová zjištění ukazují, že je mnohem teplejší, než původně předpokládali. Obří koule V datech, které na zem vysílá rentgenová družice XMM-Newton (družice patří Evropské kosmické agentuře a odstartovala v říjnu 1999), našli vědci jiný nečekaný objekt. Ohromnou ohnivou kouli plynu podobnou kometě. Je to největší objekt ve vesmíru, který lidské oko zatím vidělo. Vypadá jako kruh s ocasem a má v průměru tři miliony světelných let. Pohybuje se rychlostí asi 750 kilometrů za sekundu. Za sebou trousí hmotu, každou hodinu zhruba ve velikosti jednoho Slunce. „Je to fantastická rychlost,“ uvedl Alexis Finoguenov z Marylandské univerzity, který pracuje i pro německý Institut Maxe Plancka. Oblak je složen ze stovek galaxií a horkého plynu teplého až sto milionů stupňů. Vše drží jako lepidlo pohromadě gravitace vesmírné temné hmoty. Naštěstí pro Zemi je oblak vzdálen od naší sluneční soustavy asi milion světelných let, takže nepředstavuje žádné nebezpečí. Proč až nyní? Kdo nesleduje vývoj astronomie, samozřejmě si položí otázku, proč se rentgenové záření nezačalo pro zkoumání vesmíru používat už dříve, když je ho v něm tolik. Jak ve svých materiálech uvádí americká agentura NASA, rentgenové nebe je tisíckrát až milionkrát bohatší na zdroje energie než nebe složené z viditelného záření! A Nobelovu cenu za objev záhadných paprsků X dostal Wilhelm C. Röntgen už v roce 1901. Rentgenové paprsky z vesmíru naštěstí pro lidi i živočichy a přírodu pohlcuje zemská atmosféra, přesněji kyslík a dusík v ní. Obaly Země jsou tak přirovnávány zhruba k několikametrové vrstvě kvalitního betonu, která naštěstí chrání všechno živé před škodlivým zářením. Astronomové by však řekli – naneštěstí. Zbytek záření, který na zem dopadá, tak není moc k měření. Pokud chtěli využít k průzkumu vesmíru měření dopadajících paprsků X, pak muselo lidstvo nejprve umět umístit své observatoře do prostoru nad obalem Země. Navíc je pozorování vzdálených objektů pomocí rentgenového záření mnohem složitější než pomocí světla, i když od začátku bylo všem jasné, že nabízí netušené možnosti. Vědci tak museli překonat řadu technických záludností od lomu paprsků až po další, natolik složité, že vysvětlování je lepší nechat do učeben fyziky na vysokých školách. I fantazie je krátká
Na některé vědecké objevy a zkoumání je snad krátká i lidská fantazie. Koho z laiků by napadlo, že máme téměř na dosah i odhalení, zda je vesmír konečný, nebo ne.
Kromě rentgenového záření pomáhají k novým objevům také další novodobé technické vynálezy. Evropská kosmická agentura se rozhodla vyslat letos do vesmíru sondu Planck, která bude zkoumat vesmír pomocí mikrovln. Jsou přesvědčeni, že právě ty jsou natolik zvláštní, že v sobě nesou otisk podoby vesmíru. Princip je podobný echu, tedy jakési ozvěně odražených vln. Ten má definitivně potvrdit nebo vyvrátit hypotézy vzniklé na základě předchozích měření ve vesmíru – že vesmír je asi konečný a vypadá jako nafouknutá pneumatika, nebo má tvar dvanáctistěnu, případně vzájemně se prolínající tvary. Jednu otázku si tak lidstvo zodpoví. Tím ale zákonitě vyvstanou další: Pokud je vesmír konečný, co je dál? Bůh? Další vesmíry? Nic? Nejen hranice kosmu Mikrovlny se začaly využívat i ke zkoumání různých planetek, kterých je jen v blízké vzdálenosti od Země tolik, že se nevyplatí zkoumat je pomocí drahých sond. Na různé objekty se tedy z největších radioteleskopů na zemi zaměřují paprsky mikrovlnného záření a počítač pak sestavuje konečný trojrozměrný model objektu. Odraz je hlavně na menší vzdálenosti tak přesný, že může rozlišit i povrch planetky nebo objektu. „Dobrá ozvěna umožní prostorové rozlišení lepší než deset metrů,“ uvádí v materiálech NASA Steven Ostro, radioastronom z Jet Propulsion Laboratory.
Astronomové prozkoumali stovky planetek nacházejících se poblíž Země a zatím se ukazuje, že každá je jedinečná tvarem i povrchem. Radary navíc dokáží určit její přesnou polohu, takže v roce 2004 tak třeba pomohly zchladit vlnu paniky, vyvolanou Apophis blížící se k Zemi. Astronomové ji objevili pomocí optických dalekohledů a spočítali, že by kámen o průměru asi čtyři sta metrů mohl narazit v roce 2029 do Země. O rok později přesné měření mikrovlnami prokázalo, že jeho dráha se se Zemí mine.
Dalším zdrojem zkoumání pak jsou záblesky gama paprsků, které se zřejmě objevují tam, kde se tvoří nové hvězdy.
Rentgen v akci
● CHANDRA
Vesmírná observatoř, jeden z největších projektů NASA. Náklady asi jeden a půl miliardy dolarů. Projekt se začal plánovat už na konci 70. let, observatoř byla vypuštěna do vesmíru v roce 1999. Je pojmenována na počest indického fyzika Subrahmanyana Chandrasekhara. Tubus jejího dalekohledu má deset metrů. Zrcadla musela být vyrobena s mimořádnou přesností a jsou z iridia.
● SATELIT XMM-NEWTON
Projekt Evropské kosmické agentury, byl vypuštěn v roce 1999. Je pojmenován po fyziku I. Newtonovi, který jako první popsal rozložení světelného spektra. Obsahuje unikátní trojitý systém soustředěných zrcadel z pozlaceného niklu s celkovou plochou tenisového hřiště.
● SATELIT ROSAT
(Röntgensatellite). Poskytl zatím nejrozsáhlejší data získaná pomocí rentgenového záření. Vypuštěn byl v roce 1990. Společný projekt USA, Německa a Velké Británie.
● Více najdete na www.nasa.gov,
www.esa.int, www.sapcenews.ru, www.kosmo.cz, www.ian.cz
Vybraná data astronomie
● 4000 let před n. l. – první doklady o astronomických pozorováních
● 350 let před n. l. – Aristoteles vyvozuje z pozorování Měsíce, že je země kulatá
● 1054 – Číňané pozorují výbuch supernovy (vznikla Krabí mlhovina)
● 1512 – M. Koperník prohlásí, že středem vesmíru je Slunce
● 1572 – T. Brahe objevuje supernovu v souhvězdí Cassiopeia
● 1609 – J. Kepler formuluje první zákony pohybu planet
● 1613 – G. Galilei prokazuje rotaci Slunce
● 1668 – I. Newton sestrojuje první zrcadlový dalekohled
● 1687 – I. Newton formuluje gravitační zákon
● 1682 – E. Halley zjišťuje periodicitu Halleyovy komety a předpovídá její návrat
● 1675 – První seznam slabých objektů, tedy mlhovin a hvězdokup
● 1769 – Hypotéza o vzniku sluneční soustavy z mlhoviny prachu a plynu
● 1800 – Objev infračerveného záření
● 1846 – Objev Neptunu (J. Galle)
● 1850 – První fotografie hvězdy (William Bond)
● 1900 – M. Planck zveřejňuje kvantovou teorii záření – začátek nejvýznamnější revoluce fyziky v dějinách
● 1905 – A. Einstein publikuje speciální teorii relativity
● 1917 – Je uveden do provozu reflektor o průměru 2,5 metru (na Mt. Wilsonu)
● 1922 – 24 A. A. Friedman na základě Eisteinových rovnic formuluje modely uzavřeného a otevřeného vesmíru
● 1929 – E. Hubble vysvětluje rozpínání vesmíru
● 1930 – Objev Pluta (C. Tombaugh)
● 1932 – K. Jansky objevuje rádiový šum ve středu naší Galaxie
● 1936 – Teorie, že vesmír obsahuje skrytou (nezářící) hmotu (F. Zwicky)
● 1936 – A. Einstein objevuje efekt gravitační čočky
● 1946 – Teorie velkého třesku
(G. Gamow)
● 1948 – První předpověď existence záření mikrovlnného pozadí (G. Gamow,
R. Alpher a R. Herman)
● 1957 – První umělá družice Země – Sputnik
● 1968 – J. A. Wheeler zavádí pojem černá díra
● 1982 a 1984 – Je prokázáno, že některé meteority pocházejí z Měsíce a Marsu
● 1987 – Objev supernovy (I. Shelton)
● 1990 – Vypuštěn Hubbleův teleskop
● 1996 až 1997 – Sonda Galileo potvrzuje vodu pod povrchem Jupiterova měsíce Europa
● 1999 – Vypuštěny observatoře Chandra a XMM-Newton
Zdroj: www.frozen-planet.mysteria.cz
