Foto: Rachel Amaro, Arizonská univerzita / Tiskový zdroj AAASUmělecká ilustrace exoplanety WASP-107b, založená na pozorováních tranzitu z vesmírného teleskopu Jamese Webba (NASA) a dalších vesmírných a pozemních dalekohledů, vedených Matthewem Murphym z Arizonské univerzity a týmem výzkumníků z celého světa.
Vědci zjistili, že exoplaneta, která má velikost Jupiteru, ale pouze desetinu její hmotnosti, má ve své atmosféře východo-západní asymetrii.
Astronomové z Arizonské univerzity, pozorovali atmosféru horké a jedinečně nafouknuté exoplanety.Východo-západní asymetrie exoplanety se týká rozdílů v charakteristikách atmosféry, jako je teplota nebo vlastnosti oblačnosti, pozorované mezi východní a západní polokoulí planety. Musíme určit, jestli tato asymetrie existuje nebo ne. Bude to zásadní pro pochopení jejího klimatu, atmosférické dynamiky a vzorců počasí exoplanet. Planet, které existují mimo naši sluneční soustavu.
Exoplaneta WASP-107b je slapově přichycená ke své domovské hvězdě. To znamená, že exoplaneta vždy ukazuje stejnou tvář hvězdě, kolem níž obíhá. Jedna hemisféra je neustále obracená ke hvězdě, kolem které obíhá. Zatímco druhá polokoule je vždycky obracená pryč, což má za následek stálou denní stranu a stálou noční stranu exoplanety.
„Je to poprvé, co byla kdy pozorována východo-západní asymetrie jakékoli exoplanety, když procházela před svou hvězdou při pozorování ve vesmíru,“ řekl hlavní autor studie PhDr. Matthew Murphy, ze Stewardovy Observatoře.
Transmisní spektroskopie
Doktor Murphy a jeho tým použili techniku transmisní spektroskopie s vesmírným teleskopem Jamese Webba. Toto je primární nástroj, který astronomové používají k získání náhledu na to, co tvoří atmosféru jiných planet, řekl Murphy. Dalekohled pořídil sérii snímků, jak planeta procházela před svou hostitelskou hvězdou a zakódovala informace o atmosféře planety. Vědci využili nové techniky a bezprecedentní přesnost Webova vesmírného teleskopu. Vědci byli schopni oddělit signály východní a západní strany atmosféry. Získali tak soustředěnější pohled na specifické procesy probíhající v atmosféře této exoplanety.
Tyto snímky vědců říkají hodně o plynech v atmosféře exoplanety, o oblacích, struktuře atmosféry, chemii a o tom, jak se vše mění, když dostáváme různá množství slunečního světla.
Exoplaneta WASP-107b je unikátní v tom, že má velmi nízkou hustotu a relativně nízkou gravitaci. Což má za následek, že její atmosféra je nafouknutější než u ostatních exoplanet její hmotnosti.
„V naší vlastní sluneční soustavě nic podobného nemáme. Je to unikátní, dokonce i mezi populací exoplanet,“ řekl Murphy.
WASP-107b má zhruba 480 °C. Je to teplota, která je mezi planetami naší sluneční soustavy a nejžhavějšími známými exoplanetami.
Vědecké pozorovací techniky tradičně nefungují tak dobře pro tyto přechodné planety, takže bylo mnoho otevřených otázek, na které můžou vědci konečně začít odpovídat. Některé vědecké modely například ukázaly, že planeta WASP-107b, by tuto asymetrii neměla vůbec mít. Takže je to zcela něco nového.
Murphy a jeho tým pracovali na shromážděných datech a plánují se podívat mnohem podrobněji na to, co se děje s touto exoplanetou, aby pochopili, co pohání tuto asymetrii.
Foto: NASA / JLP-CALTECH / Tiskový zdrojUMĚLCŮV POHLED NA EXOPLANETU SPECULOOS-3B OBÍHAJÍCÍ KOLEM SVÉ HVĚZDY. PLANETA JE VELKÁ JAKO ZEMĚ, ZATÍMCO JEJÍ HVĚZDA JE O NĚCO VĚTŠÍ NEŽ JUPITER, ALE MNOHEM HMOTNĚJŠÍ.
Projekt SPECULOOS, vedený astronomem Michaëlem Gillonem z univerzity v Lutychu, právě objevil novou exoplanetu velikosti Země. SPECULOOS-3 je „ultrachladná trpasličí“ hvězda malá jako Jupiter a dvakrát chladnější než naše Slunce. Umístěnou 55 světelných let od Země. Po slavném TRAPPIST-1 je SPECULOOS-3 druhým planetárním systémem objeveným kolem tohoto typu hvězdy.
Ultrachladné trpasličí hvězdy jsou nejméně hmotné hvězdy v našem vesmíru, velikostí podobné Jupiteru, více než dvakrát chladnější, desetkrát méně hmotné a stokrát méně svítivé než naše Slunce. Jejich životnost je více než stokrát delší než životnost naší hvězdy a budou to poslední hvězdy, které budou zářit, až bude vesmír chladný a tmavý. Přestože jsou v Kosmu mnohem běžnější než hvězdy podobné Slunci, ultrachladné trpasličí hvězdy jsou stále špatně pochopené, kvůli jejich nízké svítivosti. Zejména o jejich planetách je známo velmi málo, i když představují významnou část planetární populace naší Mléčné dráhy.
V tomto kontextu konsorcium SPECULOOS,vedené , právě oznámilo objev nové planety o velikosti Země obíhající kolem blízké ultrachladné trpasličí hvězdy. Exoplaneta SPECULOOS-3 b leží asi 55 světelných let od Země (což je v kosmickém měřítku velmi blízko! Naše galaxie, Mléčná dráha, se rozkládá přes 100 000 světelných let). SPECULOOS 3 je teprve druhým planetárním systémem objeveným kolem tohoto typu hvězdy: „SPECULOOS-3 b má prakticky stejnou velikost jako naše planeta,“ vysvětluje astronom Michaël Gillon, první autor článku publikovaného v Nature Astronomy . Rok, tedy oběh kolem hvězdy, trvá kolem 17 hodin. Dny a noci by naopak nikdy neměly skončit. Věříme, že planeta se otáčí synchronně, takže ke hvězdě je vždy obrácena stejná strana, zvaná denní, stejně jako Měsíc pro Zemi. Na druhou stranu, noční postranní ruka by byla uzamčena v nekonečné temnotě.“
„Projekt SPECULOOS jsme navrhli speciálně pro pozorování blízkých ultrachladných trpasličích hvězd při hledání kamenných planet, které se hodí k podrobným studiím,“ říká Laetitia Delrezová, astronomka z univerzity v Lutychu. V roce 2017 náš prototyp SPECULOOS pomocí dalekohledu TRAPPIST objevil slavný systém TRAPPIST-1 složený ze sedmi planet o velikosti Země, včetně několika potenciálně obyvatelných. Tohle byl skvělý začátek! „
Hvězda SPECULOOS-3 je více než dvakrát chladnější než naše slunce, s průměrnou teplotou kolem 2 600 °C. Planeta díky své hyperkrátké oběžné dráze dostává téměř šestnáctkrát více energie za sekundu než Země od Slunce, a proto je doslova bombardována vysokoenergetickým zářením. “ V takovém prostředí je přítomnost atmosféry kolem planety vysoce nepravděpodobná ,“ říká Julien de Witová, profesorka MIT, spoluředitelka severní observatoře SPECULOOS a hlavní pilíř tohoto objevu.
Skutečnost, že tato planeta nemá atmosféru, by mohla být výhodou v několika ohledech. Mohlo by nám to například umožnit dozvědět se hodně o ultrachladných trpasličích hvězdách, což zase umožní hlubší studium jejich potenciálně obyvatelných planet."
Foto: Lionel Garcia / Tiskový zdrojUmělcův pohled na exoplanetu SPECULOOS-3b obíhající kolem své hvězdy. Planeta je velká jako Země, zatímco její hvězda je o něco větší než Jupiter, ale mnohem hmotnější
„Tento objev demonstruje schopnost observatoře SPECULOOS-North detekovat exoplanety o velikosti Země vhodné pro podrobné studium. A to je jen začátek! Díky podpoře Valonského regionu a Univerzity v Lutychu budou k dispozici dva nové dalekohledy Orion a Apollo, které se brzy připojí k Artemis na náhorní plošině sopky Teide na Tenerife, aby urychlili hon na tyto fascinující planety,“ uzavírá Michaël Gillon.
Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Nature Astronomy, DOI10.1038/s41550-024-02271-2.
Foto: NASA/JPL-Caltech (K. Miller/IPAC) / Tiskový zdrojWASP-18 b na uměleckém konceptu, je plynný obr, exoplaneta desetkrát hmotnější než Jupiter, která obíhá kolem své hvězdy za pouhých 23 hodin.
Mezinárodní tým vedený vědci z laboratoře univerzity EXOTIC v Lutychu, ve spolupráci s MIT a Astrofyzikálním ústavem v Andalusii, právě objevil WASP-193b, obří planetu s mimořádně nízkou hustotou, která obíhá kolem vzdálené hvězdy podobné Slunci.
Vědci použili vesmírný teleskop NASA Jamese Webba ke studiu planety, která se pohybuje za svou hvězdou. Teplota na ní dosahuje 2 700 °C.
Vědci identifikovali vodní páru v atmosféře planety WASP-18 b a vytvořili teplotní mapu planety, která se pohybuje za svou hvězdou a opět se objevuje před ní. Tento jev je znám jako sekundární zatmění. Vědci mohou odečítat kombinované světlo hvězdy a planety a poté upřesnit měření pouze z hvězdy, když se planeta pohybuje za ní .
K hvězdě je WASP-18 b přivrácena vždy stejnou stranou, tzv. denní stranou, podobně jako je stejná strana Měsíce vždy přivrácena k Zemi. Teplotní neboli jasová mapa ukazuje obrovskou změnu teploty – až 1 000 stupňů – od nejteplejšího bodu přivráceného ke hvězdě k terminátoru, kde se denní a noční strana slapově vázané planety setkávají v trvalém soumraku.
Tato nová planeta, která se nachází 1 200 světelných let od Země, je o 50 % větší než Jupiter, ale sedmkrát méně hmotná, což jí dává extrémně nízkou hustotu srovnatelnou s hustotou cukrové vaty. „WASP-193b je po planetě Kepler-51d, která je mnohem menší, druhou dosud objevenou planetou s nejmenší hustotou,“ vysvětluje Khalid Barkaoui, výzkumný pracovník laboratoře EXOTIC a první autor článku publikovaného v časopise Nature Astronomy. Její extrémně nízká hustota z ní činí skutečnou anomálii mezi více než pěti tisíci dosud objevenými exoplanetami. Tuto extrémně nízkou hustotu nelze reprodukovat standardními modely ozářených plynných obrů, a to ani za nerealistického předpokladu struktury bez jádra.“
Nová planeta byla původně objevena v rámci projektu WASP (Wide Angle Search for Planets), což je mezinárodní spolupráce akademických institucí, které společně provozují dvě robotické observatoře, jednu na severní polokouli a druhou na jihu. Každá observatoř používala soustavu širokoúhlých kamer k měření jasnosti tisíců jednotlivých hvězd na celé obloze. V datech pořízených v letech 2006 až 2008 a znovu v letech 2011 až 2012 observatoř WASP-South zaznamenala periodické přechody, neboli poklesy světla, hvězdy WASP-193. Astronomové zjistili, že periodické poklesy jasnosti hvězdy odpovídají přechodu planety před hvězdou každých 6,25 dne. Vědci změřili množství světla, které planeta při každém přechodu blokovala, což jim umožnilo odhadnout velikost planety.
Tato exoplaneta je větší, ale sedmkrát méně hmotná než Jupiter a je druhou dosud objevenou planetou s nejmenší hustotou.
Tým využil observatoře TRAPPIST-South a SPECULOOS-South, vedené Michaëlem Gillonem, ředitelem výzkumu a astrofyzikem na ULiège, umístěné v poušti Atacama v Chile k měření planetárního signálu v různých vlnových délkách a k ověření planetární povahy zatmění. Nakonec využili také spektroskopická pozorování získaná spektrografy HARPS a CORALIE, rovněž umístěnými v Chile (ESO), k měření hmotnosti planety.
K jejich velkému překvapení ukázala souhrnná měření extrémně nízkou hustotu. Její hmotnost a velikost podle jejich výpočtů činily přibližně 0,14 a 1,5 hmotnosti Jupiteru. Výsledná hustota činila asi 0,059 gramu na centimetr krychlový. Naproti tomu hustota Jupiteru je asi 1,33 gramu na centimetr krychlový a hustota Země je podstatně vyšší – 5,51 gramu na centimetr krychlový. Jedním z materiálů, který je hustotou nejblíže nové nadýchané planetě, je cukrová vata, jejíž hustota je asi 0,05 gramu na centimetr krychlový.
„Planeta je tak lehká, že je těžké si představit analogický, pevný materiál,“ říká Julien de Wit, profesor na Massachusettském technologickém institutu (MIT) a spoluautor. „Důvodem, proč se blíží cukrové vatě, je to, že obojí je do značné míry vzduch. Planeta je v podstatě super nadýchaná.“
Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v Nature Astronomy, DOI10.1038/s41550-024-02259-y .
Díky novým sofistikovaným technikám a nejmodernějším zařízením vstoupila astronomie do nové éry, ve které lze konečně proniknout do hloubky oblohy. Složky našeho kosmického domova, Galaxii Mléčné dráhy, hvězdy, plyn, magnetická pole, lze konečně zmapovat ve 3D.
Prostor mezi hvězdami je špinavý. Je naplněn drobnými prachovými zrnky, z nichž většina má podobnou velikost jako kouř z cigarety. Zrna nejsou kulovitá a v důsledku toho má jejich dlouhá osa tendenci se vyrovnávat s místními galaktickými magnetickými poli. Tato prachová zrna také vyzařují polarizovanou energii ve stejných frekvencích jako kosmické mikrovlnné pozadí – „popel“ Velkého třesku, čímž kontaminují náš pohled na nejranější okamžiky života vesmíru.
Absorbují také část světla hvězd, které jimi prochází, podobně jako polaroidový filtr, čímž vtiskují informaci o magnetických polích, ve kterých žijí, na polarizaci vznikajícího světla. Polarizace je vlastnost světelných paprsků, která udává charakteristický směr, který mají, vždy kolmý na směr, kterým se světlo šíří prostorem. Magnetická pole jsou nesmírně důležitá pro evoluci naší Galaxie, regulují tvorbu nových hvězd, formují galaktické struktury a mění proudy plynu na kosmické urychlovače silnější než CERN.
Polarizace hvězdného světla je pak klíčem. Obsahuje informace o nejdůležitějších magnetických polích Galaxie a je to „prachová tkanina“, která nám může pomoci vyčistit náš pohled na raný vesmír. Jen kdybychom mohli dostatečně pozorovat a prostudovat ji do hloubky, abychom získali všechny informace, které nese.
Foto: Ústav Astrofyziky FORTH / Tiskový zdrojReliéfní vzor ukazuje strukturu magnetického pole a barva ukazuje množství prachu v jednom z mezihvězdných mračen Galaxie mapovaných ve 3 rozměrech. Bílé segmenty zobrazují hvězdy, které byly pozorovány, aby umožnily toto mapování.
*To je přesně rozsah průzkumu PASIPHAE, mezinárodní spolupráce mezi Astrofyzikální ústav FORTH (IA-FORTH) a Univerzita na Krétě v Řecku, IUCAA v Indii, Jihoafrická astronomická observatoř, Kalifornský technický institut ve Spojených státech amerických a Univerzita v Oslu v Norsku. PASIPHAE má za cíl změřit polarizaci milionů hvězd na velkých částech oblohy. A nyní můžeme poprvé nahlédnout do schopností tohoto ambiciózního úsilí.
Tým výzkumníků vedený Dr. Vincentem Pelgrimsem (minulým postdoktorandem PASIPHAE na IA-FORTH a nyní stipendistou Meziuniverzitnho institutu Marie Curie pro vysoké energie na ULB v Belgii) prokázal sílu dat a rekonstrukce PASIPHAE. Vědci změřili polarizaci více než 1500 hvězd na části oblohy téměř 15krát větší než je plocha Měsíce v úplňku, zkombinovali je se vzdálenostmi naměřenými pro každou hvězdu satelitem ESA Gaia a sofistikovaným algoritmem, který vyvinuli a zmapovali pomocí bezprecedentní rozlišení magnetických polí v tomto směru oblohy.
Foto: Ústav Astrofyziky FORTH / Tiskový zdrojProzkoumaná oblast na obloze. Vlevo: Celooblohová mapa polarizované záře vyzařované prachem, emise v nízkém rozlišení z družice Planck ESA. Tato emise je prachový závoj zakrývající náš pohled na raný vesmír. Uprostřed: Přiblížení mapy směrem k zkoumaným oblastem. Vpravo: Detailní pohled na zkoumanou oblast. Každý černý segment odpovídá naměřené polarizaci jedné hvězdy. Směr segmentů mapuje odpovídající směr magnetického pole v oblasti.
„Je to poprvé, co byl tak velký objem galaktického magnetického pole rekonstruován ve třech rozměrech s tak jemným rozlišením,“ říká nadšeně Dr. Pelgrims. „Našli jsme několik mračen prachu v této oblasti Galaxie a byli jsme schopni poprvé určit jejich vzdálenosti až tisíce světelných let, stejně jako jejich polarimetrické vlastnosti, což odhaluje magnetické pole, které těmito mraky prostupuje.“
Tým uvolňuje tuto první tomografickou mapu s vysokým rozlišením galaktického magnetického pole nad podstatnou oblastí oblohy, kterou dnes prezentuje v časopise Astronomy & Astrophysics.
„To představuje velký úspěch směrem k trojrozměrnému mapování Mléčné dráhy a jejího magnetického pole,“ říká prof. Vasiliki Pavlidou z Krétské univerzity a přidružené fakulty IA-FORTH a spoluautor publikace. „Struktura galaktického magnetického pole není v současné době dobře omezena. To brzdí pokrok v několika oblastech výzkumu, jako je studium kosmického záření s ultravysokou energií. Potenciál takového 3D mapování vést k průlomům ve všech oblastech spojených s Galaktické magnetické pole je významné,“ dodává prof. Pavlidou.
„V našem článku jsme pouze poškrábali povrch možností, které leží před námi,“ dodává Prof. Konstantinos Tassis, rovněž z Krétské univerzity a přidružené fakulty IA-FORTH, spoluautor publikace a hlavní řešitel projektu PASIPHAE. „Představte si takovou mapu, ale pro většinu částí oblohy! Tento 3D atlas magnetického pole Galaxie se během několika příštích let stane realitou s pomocí specializovaných přístrojů WALOPs, které začnou mapovat polarizaci hvězd v letos nebe.“
Video zobrazující získanou 3D mapu galaktického magnetického pole:
PASIPHAE je mezinárodní projekt podporovaný Evropskou radou pro výzkum Evropské unie, Nadací Stavrose Niarchose (SNF), Nadací Infosys, Národní vědeckou nadací ve Spojených státech a Národní výzkumnou nadací v Jižní Africe.
Foto: NASA, ESA, CSA, LEAH HUSTAK (SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE) /Tiskový zdrojTENTO UMĚLECKÝ KONCEPT ZOBRAZUJE HNĚDÉHO TRPASLÍKA W1935, KTERÝ SE NACHÁZÍ 47 SVĚTELNÝCH LET OD ZEMĚ. ASTRONOMOVÉ POMOCÍ KOSMICKÉHO DALEKOHLEDU NASA JAMES WEBB SPACE TELESCOPE NAŠLI INFRAČERVENOU EMISI METANU POCHÁZEJÍCÍ Z W1935.
Podle recenzované publikace Amerického muzea přírodní historie, data vesmírného dalekohledu Jamese Webba ukazují možné polární záře na izolovaném světě v našem slunečním sousedství. Pomocí nových pozorování z vesmírného teleskopu JWST astronomové objevili emise metanu na hnědém trpaslíkovi, což je pro tak chladný a izolovaný svět neočekávaný nález. Zjištění zveřejněná v časopise Nature naznačují, že tento hnědý trpaslík by mohl generovat polární záře podobné těm, které lze vidět na naší planetě, stejně jako na Jupiteru a Saturnu.
Hnědí trpaslíci, kteří jsou hmotnější než planety, ale lehčí než hvězdy, jsou všudypřítomní v našem slunečním sousedství a jsou jich identifikovány tisíce. V loňském roce vedl Jackie Faherty, vedoucí vědecký pracovník a vedoucí manažer vzdělávání v Americkém muzeu přírodní historie, tým výzkumníků, kteří získali čas na JWST, aby prozkoumali 12 hnědých trpaslíků. Mezi nimi byl CWISEP J193518.59–154620.3 (nebo zkráceně W1935). Studený hnědý trpaslík vzdálený 47 světelných let, kterého spoluobjevili dobrovolníci z Backyard Worlds: Planet 9 (Dvorní světy: Planeta 9) pro občanskou vědu Dan Caselden a tým NASA CatWISE.
W1935 je studený hnědý trpaslík s povrchovou teplotou asi 200° Celsia, tedy asi při teplotě, při které byste pekli čokoládové sušenky. Hmotnost W1935 není dobře známá, ale pravděpodobně se pohybuje mezi 6–35násobkem hmotnosti Jupiteru.
Poté, co se Fahertyho tým podíval na řadu hnědých trpaslíků pozorovaných pomocí JWST, si Fahertyho tým všiml, že W1935 vypadal podobně, ale s jednou výraznou výjimkou: vypouštěl metan, něco, co u hnědého trpaslíka ještě nikdy nebylo pozorováno.
„Metanový plyn se očekává na obřích planetách a hnědých trpaslících, ale obvykle vidíme, že absorbuje světlo, nikoli září,“ řekl Faherty, hlavní autor studie. „Zpočátku jsme byli zmateni tím, co jsme viděli, ale nakonec se to změnilo v čisté vzrušení z tohoto objevu.“
Počítačové modelování přineslo další překvapení: hnědý trpaslík má pravděpodobně teplotní inverzi, jev, při kterém se atmosféra s rostoucí výškou otepluje. K teplotním inverzím může snadno dojít u planet obíhajících kolem hvězd, ale W1935 je izolovaný, bez zjevného vnějšího zdroje tepla.
„Byli jsme příjemně šokováni, když model jasně předpověděl teplotní inverzi,“ řekl spoluautor Ben Burningham z univerzity v Hertfordshiru. „Ale také jsme museli zjistit, odkud pochází to extra teplo v horní atmosféře.“
Aby to výzkumníci prozkoumali, obrátili se na naši sluneční soustavu. Zejména se zabývali studiemi Jupiteru a Saturnu, které vykazují emise metanu a mají teplotní inverze. Pravděpodobnou příčinou tohoto jevu na obrech sluneční soustavy jsou polární záře, proto výzkumný tým předpokládal, že stejný jev odhalili na W1935.
Planetologové vědí, že jedním z hlavních hybatelů polárních září na Jupiteru a Saturnu jsou vysokoenergetické částice ze Slunce, které interagují s magnetickými poli a atmosférami planet a zahřívají horní vrstvy. To je také důvod pro polární záře, které vidíme na Zem. Ale bez hostitelské hvězdy pro W1935 nemůže být sluneční vítr vysvětlením tohoto jevu.
Polární záře v naší sluneční soustavě má další lákavý důvod. Jupiter i Saturn mají aktivní měsíce, které příležitostně vyvrhují materiál do vesmíru, interagují s planetami a zlepšují stopu polární záře na těchto světech. Jupiterův měsíc Io je vulkanicky nejaktivnějším světem ve sluneční soustavě, chrlí lávové fontány vysoké desítky kilometrů a Saturnův měsíc Enceleadus vyvrhuje ze svých gejzírů vodní páru, která při dopadu do vesmíru současně vaří a mrzne. Je zapotřebí více pozorování, ale výzkumníci spekulují, že jedním z vysvětlení polární záře na W1935 by mohl být aktivní, dosud neobjevený měsíc.
„Pokaždé, když astronom namíří JWST na objekt, existuje šance na nový ohromující objev,“ řekl Faherty. „Emise metanu nebyla na mém radaru, když jsme s tímto projektem začínali, ale teď, když víme, že tam může být, a vysvětlení pro tento jev je tak lákavý, neustále na to koukám. Je to součást toho, jak se věda posouvá vpřed.“
Mezi další autory studie patří Jonathan Gagne, Institute for Research on Exoplanets a Université de Montréal; Genaro Suarez, Dan Caselden, Austin Rothermich a Niall Whiteford, Americké muzeum přírodní historie; Johanna Vos, Trinity College Dublin; Sherelyn Alejandro Merchan, City University of New York; Caroline Morley, University of Texas; Melanie Rowland a Brianna Lacy, University of Texas, Austin; Rocio Kiman, Charles Beichman, Federico Marocco a Christopher Gelino, California Institute of Technology; Davy Kirkpatrick, IPAC; Aaron Meisner, NOIRLab; Adam Schneider, USNO; Marc Kuchner a Ehsan Gharib-Nezhad, NASA; Daniella Bardalez Gagliuffi, Amherst; Peter Eisenhardt, Jet Propulsion Laboratory; a Eileen Gonzales, San Francisco State University.
Tato práce byla částečně podporována agenturou NASA a Space Telescope Science Institute.
Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS ze dne 17.4.2024, vědecká studie byla publikována v Nature s volným přístupem.
Foto: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO/Iveta Mauci pod licencí ESA
Vědci se brodili množstvím dat z mise ESA Gaia a odhalili „spícího obra“. Velká černá díra o hmotnosti téměř 33násobku hmotnosti Slunce se ukrývala v souhvězdí Aquila, méně než 2000 světelných let od Země. Toto je poprvé, kdy byla takto velká černá díra hvězdného původu spatřena v Mléčné dráze. Doposud byly černé díry tohoto typu pozorovány pouze ve velmi vzdálených galaxiích. Tento objev zpochybňuje naše chápání toho, jak se hmotné hvězdy vyvíjejí.
Hmota v černé díře je tak hustě zabalena, že její nesmírné gravitační síle nemůže nic uniknout, dokonce ani světlo. Velká většina černých děr s hvězdnou hmotností, o kterých víme, pohlcuje hmotu od blízkého hvězdného společníka. Zachycený materiál padá na zhroucený objekt vysokou rychlostí, stává se extrémně horkým a uvolňuje rentgenové záření. Tyto systémy patří do rodiny nebeských objektů nazývaných rentgenové dvojhvězdy.
Když černá díra nemá svého společníka dostatečně blízko, aby mu mohla ukrást hmotu, nevytváří žádné světlo a je extrémně obtížné ji zaznamenat. Takové černé díry se nazývají „spící“.
V rámci přípravy na vydání dalšího katalogu Gaia, Data Release 4 (DR4), vědci kontrolují pohyby miliard hvězd a provádějí složité testy, aby zjistili, zda se děje není neobvyklého. Pohyb hvězd může být ovlivněn společníky: lehkými, jako jsou exoplanety; těžší, jako jsou hvězdy; nebo velmi těžké, jako černé díry. V rámci Gaia Collaboration jsou k dispozici specializované týmy, které vyšetřují jakékoli „zvláštní“ případy.
A právě jeden takový případ se objevil u staré obří hvězdy v souhvězdí Aquily, ve vzdálenosti 1926 světelných let od Země. Podrobnou analýzou kolísání v dráze hvězdy našli velké překvapení. Hvězda byla uzavřena v orbitálním pohybu se spící černou dírou o výjimečně vysoké hmotnosti, asi 33krát větší než Slunce.
Toto je třetí spící černá díra nalezená Gaiou a byla příhodně pojmenována „Gaia BH3“. Její objev je velmi vzrušující kvůli hmotnosti objektu. „To je ten druh objevu, který uděláte jednou za svůj výzkumný život,“ říká Pasquale Panuzzo z CNRS, z Pařížské observatoře, ve Francii, který je hlavním autorem tohoto zjištění. „Zatím byly takto velké černé díry detekovány pouze ve vzdálených galaxiích díky spolupráci LIGO–Virgo–KAGRA, a to díky pozorování gravitačních vln.“
Průměrná hmotnost známých černých děr hvězdného původu v naší galaxii je přibližně 10krát větší než hmotnost našeho Slunce. Hmotnostní rekord dosud držela černá díra v rentgenové dvojhvězdě v souhvězdí Cygnus (Cyg X-1), jejíž hmotnost se odhaduje na přibližně 20násobek hmotnosti Slunce.
„Je působivé vidět transformační dopad, který má Gaia na astronomii a astrofyziku,“ poznamenává profesorka Carole Mundell, ředitelka pro vědu ESA. „Její objevy sahají daleko za původní účel mise, kterým je vytvoření mimořádně přesné multidimenzionální mapy více než miliardy hvězd v celé naší Mléčné dráze.“
Bezkonkurenční přesnost
Vynikající kvalita dat Gaia umožnila vědcům určit hmotnost černé díry s nesrovnatelnou přesností a poskytnout nejpřímější důkaz, že černé díry v tomto hmotnostním rozsahu existují.
Astronomové čelí naléhavé otázce vysvětlení původu černých děr velkých jako Gaia BH3. Naše současné chápání toho, jak se hmotné hvězdy vyvíjejí a umírají, nevysvětluje okamžitě, jak tyto typy černých děr vznikly.
Většina teorií předpovídá, že jak stárnou, hmotné hvězdy odhazují značnou část svého materiálu prostřednictvím silných větrů; nakonec jsou částečně vyhozeny do vesmíru, když explodují jako supernovy. To, co zbylo z jejich jádra, se dále smršťuje a stává se buď neutronovou hvězdou, nebo černou dírou, v závislosti na její hmotnosti. Jádra dostatečně velká na to, aby skončila jako černé díry o hmotnosti 30násobku hmotnosti našeho Slunce, je velmi obtížné vysvětlit.
Přesto může klíč k této hádance ležet velmi blízko černé díry Gaia BH3.
Zajímavý společník
Hvězda obíhající Gaiu BH3 ve vzdálenosti asi 16krát větší než Slunce-Země je poměrně neobvyklá: starověká obří hvězda, která vznikla během prvních dvou miliard let po Velkém třesku, v době, kdy se naše galaxie začala skládat. Patří do rodiny galaktických hvězdných halu a pohybuje se opačným směrem než hvězdy galaktického disku. Její dráha naznačuje, že tato hvězda byla pravděpodobně součástí malé galaxie nebo kulové hvězdokupy, kterou před více než osmi miliardami let pohltila naše vlastní galaxie.
Společná hvězda má velmi málo prvků těžších než vodík a helium, což naznačuje, že hmotná hvězda, která se stala Gaiou BH3, mohla být také velmi chudá na těžké prvky. To je pozoruhodné. Poprvé podporuje teorii, že vysoce hmotné černé díry pozorované při experimentech s gravitačními vlnami vznikly kolapsem pravěkých hmotných hvězd chudých na těžké prvky. Tyto rané hvězdy se mohly vyvinout odlišně od hmotných hvězd, které v současnosti vidíme v naší galaxii.
Složení doprovodné hvězdy může také osvětlit mechanismus vzniku tohoto úžasného binárního systému. „Co mě zaráží, je, že chemické složení společníka je podobné tomu, které nacházíme u starých hvězd chudých na kovy v galaxii,“ vysvětluje Elisabetta Caffau z CNRS, Observatoire de Paris, která je rovněž členem spolupráce Gaia.
„Neexistuje žádný důkaz, že by tato hvězda byla kontaminována materiálem vyvrženým explozí supernovy z masivní hvězdy, která se stala BH3.“ To by mohlo naznačovat, že černá díra získala svého společníka až po svém narození, kdy ho zachytila z jiného systému.
Chutný předkrm
Objev černé díry Gaia BH3 je pouze začátek a zbývá ještě mnoho věcí, které je potřeba prozkoumat o jeho matoucí povaze. Nyní, když byla zvědavost vědců podnícena, bude tato černá díra a její společník nepochybně předmětem mnoha hloubkových studií, které přijdou.
Spolupráce na projektu Gaia narazila na tohoto „spícího obra“ při kontrole předběžných dat v rámci přípravy na čtvrté vydání katalogu Gaia. Protože je nález tak výjimečný, rozhodli se jej oznámit ještě před oficiálním zveřejněním.
Příští zveřejnění dat Gaia slibuje, že bude zlatým dolem pro studium binárních systémů a objev dalších spících černých děr v naší galaxii. „Ve srovnání s předchozím vydáním dat (DR3) jsme extrémně tvrdě pracovali na zlepšení způsobu, jakým zpracováváme specifické datové sady, takže očekáváme, že v DR4 odhalíme mnohem více černých děr,“ uzavírá Berry Holl z univerzity v Ženevě ve Švýcarsku. člen spolupráce Gaia
Co je černá díra?
Gaia je evropská mise, postavená a provozovaná vesmírnou agenturou ESA. Byla schválena v roce 2000 jako základní mise Evropské vesmírné agentury v rámci vědeckého programu ESA Horizon 2000 Plus, podporovaného všemi členskými státy ESA.
Článek byl upraven podle tiskové zprávy agentury ESA.
Bílý trpaslík přezdívaný Janus mohl být v přechodu od jednoho živlu dominujícího na jeho povrchu k druhému
Zdá se, že bílý trpaslík má jednu stranu složenou téměř výhradně z vodíku a druhou stranu tvoří helium. Je to poprvé, co astronomové objevili osamělou hvězdu, která, jak se zdá, spontánně vyvinula dvě kontrastní tváře, píše server GRUNGE.
„Povrch bílého trpaslíka se zcela mění z jedné strany na druhou,“ řekla Dr. Ilaria Caiazzová, astrofyzička z Caltechu, která práci vedla. „Když lidem ukážu pozorování, jsou uneseni.“
Objekt, který je více než 1000 světelných let daleko v souhvězdí Labutě, dostal přezdívku Janus podle římského boha přechodu se dvěma tvářemi, ačkoli jeho formální vědecký název je ZTF J203349.8+322901.1. Původně ji objevilo zařízení Zwicky Transient Facility (ZTF), přístroj, který každou noc skenuje oblohu z observatoře Caltech’s Palomar nedaleko San Diega.
Caiazzová hledala bílé trpaslíky a jedna kandidátská hvězda vyčnívala díky svým rychlým změnám jasnosti. Další pozorování odhalila, že Janus se otáčel kolem své osy každých 15 minut. Spektrometrická měření, která poskytují chemické otisky hvězdy, ukázala, že jedna strana objektu obsahovala téměř výhradně vodík a druhá téměř výhradně helium.
Při pohledu zblízka by obě strany hvězdy měly namodralou barvu a podobnou jasnost, ale heliová strana by měla zrnitý, spletitý vzhled jako naše vlastní slunce, zatímco vodíková strana by vypadala hladce.
Dvoutvárnou povahu hvězdy je obtížné vysvětlit, protože její vnější povrch je vyroben z vířícího plynu. „Je těžké, aby se něco oddělilo,“ řekl Caiazzo.
Jedním z vysvětlení je, že Janus by mohl procházet vzácným přechodem, ke kterému podle předpovědi dojde během evoluce bílého trpaslíka.
Bílí trpaslíci jsou doutnající zbytky hvězd, které byly kdysi jako naše slunce. Jak hvězdy stárnou, nafukují se do červených obrů. Nakonec je načechraný vnější materiál odfouknut a jádro se smrští do hustého, ohnivého, horkého bílého trpaslíka s hmotností zhruba jako naše Slunce, přičemž má velikost pouze Země.
Intenzivní gravitační pole hvězdy způsobuje, že těžší prvky klesají k jádru a lehčí prvky se vznášejí, čímž se pod ním vytvoří dvouvrstvá atmosféra hélia, na které je navrchu tenká vrstva vodíku (nejlehčí prvek). Když se hvězda ochladí pod asi 30 000 °C (54 032 °F), silnější vrstva helia začne bublat, což způsobí, že se vnější vrstva vodíku přimíchá, zředí a zmizí z dohledu.
„Ne všichni bílí trpaslíci kromě některých přecházejí na svém povrchu z převahy vodíku na helium,“ řekl Caiazzo. „Možná jsme jednoho takového bílého trpaslíka přistihli při činu.“
Pokud ano, vědci se domnívají, že asymetrické magnetické pole by mohlo způsobit, že přechod nastane nevychýleným způsobem. „Pokud je magnetické pole na jedné straně silnější, mohlo by to omezovat konvekci [bublání ve vrstvě helia],“ řekl Caiazzo. „Na druhé straně by mohla vítězit konvekce, a tak se vodíková vrstva ztratila.“
Co přesně se děje v černé díře vzdálené 28 000 světelných let, je stále záhadou. Astronomové poprvé zaznamenali velmi rychlé a záhadné změny v proudu plazmatu, který vystupuje z malé černé díry. K těmto změnám dochází během zlomku sekundy a byly zjištěny pomocí rádiového signálu, který zachytil radioteleskop FAST umístěný v Číně. Výsledky studie vědci prezentovali v časopise Nature, píše Focus.
Astronomové pozorovali mikrokvasar GRS 1915+105 a díky tomu objevili něco neobvyklého. Mikrokvasary jsou zmenšené kopie kvazarů, objektů, které jsou nejjasnější ve vesmíru a vznikají v důsledku pohlcování hmoty obrovskými černými dírami v centrech galaxií. Veškerá hmota však navždy zmizí uvnitř černé díry, část z ní však unikne ven v podobě proudu plazmatu, který má velmi vysokou energii. Totéž se děje u mikrokvasarů, ale v menším měřítku.
Mikrokvasar GRS 1915+105 se skládá z černé díry o hvězdné hmotnosti, která vznikla po zániku masivní hvězdy, jež explodovala v supernově, a z obyčejné hvězdy obíhající kolem černé díry. Tento objekt se nachází 28 000 světelných let od nás.
Černá díra neustále odebírá hmotu ze svého průvodce a část této hmoty je vyvržena do vesmíru v podobě proudu plazmatu. Vědci poprvé zjistili změny energie tohoto proudu, které probíhají velmi rychle. Takové změny, které se nazývají kvaziperiodické oscilace, nebyly v rádiových vlnách podobných černých děr dosud nikdy pozorovány. Taková změna v jetu černé díry je prvním důkazem změn v takových jetech z plazmatu, ale co přesně tyto změny způsobuje, zůstává záhadou.
Díky přijímanému rádiovému signálu astronomové zjistili, že ke změnám energie v tryskách dochází každých 0,2 sekundy. Jedním z předpokladů, který vysvětluje tento zvláštní jev, je, že změny v jetu mohou být způsobeny tím, že rotace černé díry se neshoduje s rotací jejího akrečního disku. Tento disk akumuluje veškerou hmotu, která obíhá kolem černé díry, než v ní navždy zmizí.
Vědci se domnívají, že díky tomu se tryska rozkmitá a stává se jakousi kosmickou vlnou. Tryska neustále mění směr a její energie klesá. Po zlomku sekundy se však vrátí do normálu. A pak se zase vrátí do normálu.
Zároveň mohou existovat i jiná vysvětlení, takže vědci budou tento mikrokvasar, stejně jako další podobné objekty, nadále pozorovat radioteleskopem. Tato pozorování, jak vědci věří, pomohou vysvětlit tyto záhadné rádiové signály.
Již tento měsíc se na obloze objeví vzácný „modrý superměsíc“. Příště bude k vidění až v roce 2032. Na konci srpna budou mít pozemšťané možnost pozorovat vzácný úkaz – „modrý superměsíc“. Příště se na obloze objeví až v roce 2032 píše Unian.
Modrý Měsíc navzdory svému názvu ve skutečnosti nezáří modře. Není ani zcela jasné, jak tento termín vznikl. Před staletími se zřejmě používal k popisu nemožné události. Po výbuchu sopky v roce 1800 však obloha skutečně získala zvláštní barvu, která Měsíci propůjčila modravý nádech. V běžné mluvě se „modrý Měsíc“ začal používat jako označení pro vzácnou událost, která se čas od času vyskytne.
Astronomický pohled
V dnešní odborné astronomické terminologii se o „modrém Měsíci“ hovoří tehdy, když se ve stejnou roční dobu vyskytnou čtyři úplňky na rozdíl od obvyklých tří. Superměsíc naproti tomu nastává, když se maximální přiblížení Měsíce k Zemi shoduje s fází novu nebo úplňku.
Pokud dojde k oběma fázím současně, nazývá se „supermodrý Měsíc“ nebo „modrý superměsíc“. Ze čtyř superměsíců, které nastanou v roce 2023, připadají dva na srpen. První z nich se odehrál 1. srpna, kdy se náš satelit zdál o 7,1 % větší a téměř o 15,6 % jasnější než běžný úplněk.
Další úplňky
Druhý superměsíc nastane v noci z 30. na 31. srpna. V tento den bude Měsíc o 0,1 % větší a jasnější než jeho předchůdce. Tento konkrétní „modrý měsíc“ bude údajně „nejbližším, největším a nejjasnějším superúplňkem roku 2023“.
Naposledy takový „modrý superměsíc“ ozdobil naši oblohu před pěti lety v roce 2018. Poslední ze čtyř a zároveň poslední superúplněk roku nastane 28. září, kdy bude Měsíc od Země vzdálen 361552 kilometrů.
Když Měsíc před asi 4,5 miliardami let vznikl, byl mnohem blíže k Zemi než nyní a naše planeta se otáčela mnohem rychleji, přičemž délka dne byla kratší než 10 hodin. Od té doby se Měsíc postupně posouvá směrem ven, v důsledku čehož se rotace Země zpomaluje. Dnes, jak všichni víme, trvá den na Zemi 24 hodin, píše Space.
Avšak při rychlosti, jakou se od nás Měsíc vzdaluje – podle měření experimentů s laserovými reflektory, které na Měsíci zanechali astronauti z programu Apollo, je to 3,78 cm rok – by se naše planeta měla zpomalit natolik, že by dny měly trvat 60 hodin. Co tedy zpomalení zabránilo?
Astronomové z Torontské univerzity a univerzity v Bordeux pod vedením Hanbo Wu z Toronta nyní mají odpověď. Vše souvisí s rovnováhou točivých momentů, které vznikají při tepelných přílivech v zemské atmosféře a přílivech vycházejících z gravitační síly Měsíce.
Jak víme, gravitace Měsíce působí na pozemské oceány, což vede k vysokým přílivům a odlivům na opačných stranách planety, protože oceánská výduť následuje Měsíc kolem naší planety. Více hmoty v oceánské přílivové výduti znamená, že na ni gravitace Měsíce působí silněji, a spolu s účinky tření mezi přílivem a odlivem oceánů a mořským dnem je konečným výsledkem zpomalení rotace Země přibližně o 1,7 milisekundy každé století.
Tepelné přílivy a odlivy v zemské atmosféře jsou však schopny tento brzdný účinek potlačit, pokud se perioda, s níž se odrážejí kolem planety, dostane do souběhu se zemskou rotací. Teplota atmosféry řídí rychlost tepelných vln, a jak se atmosféra ohřívá, bobtná, čímž vzniká další druh výdutě.
„Sluneční světlo také vytváří atmosférické přílivové vlny se stejnými typy výčnělků,“ uvedl Norman Murray z Kanadského institutu pro teoretickou astrofyziku na Torontské univerzitě. „Sluneční gravitace táhne tyto atmosférické výčnělky a vytváří na Zemi točivý moment, ale místo aby zpomalovala rotaci Země jako Měsíc, naopak ji urychluje.“
Po většinu historie Země byly měsíční přílivy desetkrát silnější než tepelné přílivy, což vedlo ke zpomalení rotace Země. Na základě modelů globální cirkulace atmosféry a geologických důkazů o pásech v sedimentárních horninách, které odpovídají jarnímu a podzimnímu přílivu v minulosti, se však vše změnilo v období před 2,2 miliardami až 600 miliony let.
S oteplováním atmosféry (o čemž svědčí absence zalednění v tomto období) se termální přílivy zvětšovaly a zrychlovaly, až se dostaly do rezonanční frekvence s rotací Země. Rezonance je druh zesílení. Běžným přirovnáním je dítě na houpačce – když do něj ve správný čas strčíte, synchronně s obloukem jeho houpání, zhoupne se rychleji a výš. Něco podobného se děje s rezonancemi v přírodě.
Asi před 2,2 miliardami let začaly kolem Země putovat tepelné přílivy s periodou téměř 10 hodin, zatímco délka pozemského dne byla 19,5 hodiny. Jinými slovy, termální přílivy a odlivy cestovaly kolem Země dvakrát za každou jednu otáčku Země kolem její osy, což představuje rezonanci 2:1. Tato rezonance právě zesilovala tepelné přílivy, takže se atmosférická výduť zvětšovala a přitažlivost Slunce se stala natolik významnou, že se vyrovnala přitažlivosti Měsíce.
V důsledku toho začalo být zpomalování rotace Země vlivem přílivu a odlivu Měsíce vyvažováno zrychlováním způsobeným tepelným přílivem a odlivem. Po toto dlouhé období mezi 2,2 miliardy let a 600 miliony let se délka dne na Zemi dále nezpomalovala, ale zůstala na 19,5 hodinách.
Nakonec se oba slapové jevy rozladily a během posledních 600 milionů let se následně rotace Země začala opět zpomalovat. Dnes je délka dne 24 hodin, zatímco tepelné přílivy a odlivy obíhají Zemi 22,8 hodiny.
Tato situace však není pevně daná. Přestože nedávná měření zjistila, že se rotace Země nepatrně zrychluje, v dlouhodobém horizontu se Země pravděpodobně nevrátí do dob, kdy se slapové síly vzájemně vyrovnávaly. Místo toho by klimatické změny mohly tepelné přílivy a odlivy ještě více vychýlit ze synchronizace s rotací planety a zvýšit tak vliv, který mají měsíční přílivy a odlivy na zpomalování planety.
„Jak zvyšujeme teplotu Země globálním oteplováním, posouváme také tuto rezonanční frekvenci výš – vzdalujeme naši atmosféru od rezonance,“ řekl Murray. „Výsledkem je menší točivý moment od Slunce, a proto se délka dne prodlouží dříve, než by tomu bylo jinak.“
Foto: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI)/Neptun zblízka (Webb NIRCam)WEBBŮV SNÍMEK NEPTUNU Z Blízké infračervené kamery (NIRCAM), POŘÍZENÝ 12. ČERVENCE 2022, POPRVÉ, PO VÍCE NEŽ TŘECH DESETILETÍCH, PLNĚ ZAOSTŘIL NA PRSTENCE PLANETY. NEJVÝRAZNĚJŠÍ RYSY ATMOSFÉRY NEPTUNU NA TOMTO SNÍMKU, JSOU SÉRIE JASNÝCH SKVRN NA JIŽNÍ POLOKOULI PLANET, KTERÉ PŘEDSTAVUJÍ METANOVO-LEDOVÁ MRAČNA VE VYSOKÝCH NADMOŘSKÝCH VÝŠKÁCH.
Infračervená pozorování pomocí Webbova vesmírného dalekohledu, odkryl dosud neviděné detaily atmosféry a prstence
V průměrné vzdálenosti 4,5 miliardy kilometrů od Slunce se skrývá Neptun v jedné z nejtemnějších částí naší sluneční soustavy. Neptun už dlouho mátl astronomy svým bizarním měsícem Tritonem, složitými prstenci a burácejícími větry, které zde na Zemi vanou rychleji, než je rychlost zvuku. Pouze jedna kosmická loď se přiblížila a navštívila tuto dalekou planetu, Voyager 2. Pozorování z vesmírných i pozemních dalekohledů v průběhu let sledovala mnoho turbulentních bouří, napsal Scitechdaily.
Nyní, první snímek vesmírného teleskopu Jamese Webba z NASA na tohoto ledového obra, nám dává dlouho očekávaný pohled na ostré prstence a škádlí detaily jeho záhadných bouří.
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Tento snímek systému Neptun, pořízený Webbovou Infračervenou Camerou (NIRCam), odhaluje ohromující pohledy na prstence planety, které nebyly s takovou jasností vidět více než tři desetiletí. Webbův nový snímek Neptunu také zachycuje detaily turbulentní, větrné atmosféry planety. Neptun, ledový obr, má vnitřek, který je mnohem bohatší na prvky těžší než vodík a helium, jako je metan, než plynní obři Jupiter a Saturn. Metan se ve viditelných vlnových délkách jeví jako modrý, ale jak je zřejmé na Webbově snímku, v blízké infračervené oblasti tomu tak není. Metan tak silně absorbuje červené a infračervené světlo, že planeta je na vlnových délkách blízkého infračervenému záření docela tmavá, s výjimkou míst, kde jsou přítomny mraky ve vysokých nadmořských výškách. Tyto metano-ledové mraky jsou na Webbově snímku nápadné jako jasné pruhy a skvrny, které odrážejí sluneční světlo předtím, než je pohltí plynný metan. V levém horním rohu planety na tomto snímku je jeden z Neptunových měsíců, Triton, také vybaven Webbovými výraznými osmi difrakčními hroty, artefaktem struktury dalekohledu. Webb také zachytil 6 dalších ze 14 známých měsíců Neptunu spolu s drobnými vzdálenými galaxiemi, které se jeví jako matné skvrny a blízkou hvězdu.
Nový snímek Webbova teleskopu zachycuje nejčistší pohled na Neptunovy prstence
Vesmírný teleskop Jamese Webba z NASA, svým prvním snímkem Neptunu předvádí své působivé schopnosti. Webb nejenže zachytil nejjasnější pohled na prstence této vzdálené planety za více než 30 let, ale jeho kamery také odhalují detaily ledového obra ve zcela novém světle.
Nejnápadnější na Webbově novém snímku je ostrý pohled na prstence planety. Ve skutečnosti některé z těchto prstenců nebyly detekovány od doby, kdy se Voyager 2 NASA, stal první kosmickou lodí, která pozorovala Neptun během jeho průletu v roce 1989. Kromě několika jasných, úzkých prstenců, Webbův snímek přesně odhaluje slabší prachové pásy Neptunu.
„Je to tři desetiletí, co jsme naposledy viděli ty slabé, zaprášené pásy, a toto je poprvé, co je vidíme v infračerveném světle,“ poznamenává Heidi Hammelová. Je interdisciplinární vědkyní pro Webbův teleskop a expertkou na systém Neptunu. Pozoruhodně stabilní a přesná kvalita obrazu Webba umožňuje detekovat tyto velmi slabé prstence tak blízko Neptunu.
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Na této verzi snímku Neptunu z Webbovy Blízké infračervené kamery (NIRCam), jsou označené viditelné měsíce planety. Neptun má 14 známých družic a sedm z nich je vidět na tomto snímku. Triton, svítící bod světla v levém horním rohu tohoto snímku, daleko zastiňuje Neptun, protože atmosféra planety je ztmavená absorpcí metanu na vlnových délkách zachycených Webbem. Triton odráží v průměru 70 procent slunečního světla, které na něj dopadá. Předpokládá se, že Triton, který obíhá kolem Neptunu po zpětné dráze, byl původně objektem Kuiperova pásu, který byl gravitačně zachycen Neptunem.
Neptun fascinoval badatele od svého objevu v roce 1846. Neptun se nachází asi 30krát dále od Slunce než Země a obíhá ve vzdálené temné oblasti vnější sluneční soustavy. V této extrémní vzdálenosti je Slunce tak slabé a maličké, že pravé poledne na Neptunu je podobné slabému soumraku na Zemi.
Vzhledem k chemickému složení svého nitra je Neptun charakterizován jako ledový obr. Planeta je mnohem bohatší na prvky těžší než vodík a helium ve srovnání s plynnými obry, Jupiterem a Saturnem. To je snadno patrné na modrém vzhledu Neptuna na snímcích z Hubbleova vesmírného dalekohledu na viditelných vlnových délkách, což je způsobeno malým množstvím plynného metanu.
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Na tomto snímku z Webbovy Blízké infračervené kamery (NIRCam) se na pozadívedle systému Neptunu objevuje shluk stovek galaxií, které se liší velikostí a tvarem. Neptun je ve srovnání se Zemí velká planeta. Pokud by Země měla velikost pětikoruny, Neptun by byl velký jako basketbalový míč. Na většině portrétů vnější planety naší sluneční soustavy odrážejí tuto nadpozemskou velikost. Na širokoúhlém pohledu na obrovský vesmír, se však Neptun jeví, jako relativně malý. Směrem k levému dolnímu rohu tohoto snímku se ostří spirální galaxie. Vědci říkají, že tato konkrétní galaxie, která nebyla dříve podrobně prozkoumána, může být asi miliardu světelných let daleko. Spirálním galaxiím, jako je tato, obvykle dominují mladé hvězdy, které se v těchto vlnových délkách zdají namodralé. NIRCam byl postaven týmem na Arizónské Univerzitě a společností Lockheed Martin, Centru pokročilé technologie.
Neptun se Webbovi nezdá modrý, protože Blízká infračervená kamera (NIRCam) observatoře, snímá objekty v infračerveném rozsahu od 0,6 do 5 mikronů. Ve skutečnosti plynný metan tak silně absorbuje červené a infračervené světlo, že planeta je na těchto blízkých infračervených vlnových délkách docela tmavá, s výjimkou míst, kde jsou ve vysokých nadmořských výškách přítomny mraky. Takové metano-ledové mraky jsou nápadné jako jasné pruhy a skvrny, které odrážejí sluneční světlo předtím, než je absorbováno plynným metanem. Tyto rychle se vyvíjející oblakové útvary byly v průběhu let zaznamenány na snímcích z jiných observatoří, včetně Hubbleova vesmírného dalekohledu a observatoře WM Keck.
Jemnější, tenké čáry jasu obíhající kolem rovníku planety, by mohly být vizuálním podpisem globální atmosférické cirkulace, která pohání Neptunovy větry a bouře. Atmosféra klesá a ohřívá se na rovníku, a tak září na infračervených vlnových délkách více než okolní chladnější plyny.
164letá oběžná dráha Neptunu znamená, že jeho severní pól v horní části tohoto snímku, je pro astronomy právě mimo dohled. Webboy obrázky však naznačují zajímavý jas v této oblasti. Z Webbova pohledu je patrný dříve známý vír na jižním pólu, ale poprvé Webb odhalil souvislý pás mraků ve vysoké zeměpisné šířce, který jej obklopuje.
Foto: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)
Tato ilustrace ukazuje vědu za Webbovými difrakčními hroty, ukazuje, jak k difrakčním hrotům dochází, vliv primárního zrcadla a vzpěr a příspěvky každého z nich k Webbovým difrakčním hrotům.
Webb také zachytil sedm ze 14 známých měsíců Neptunu. Tomuto Webbovu portrétu Neptunu dominuje velmi jasný světelný bod s charakteristickými difrakčními hroty (viz infografiku výše), které jsou vidět na mnoha Webbových snímcích, ale toto není hvězda. Toto je spíše Neptunův velký a neobvyklý měsíc Triton.
Triton, pokrytý zmrzlým leskem kondenzovaného dusíku, odráží v průměru 70 procent slunečního světla, které na něj dopadá. Na tomto snímku daleko zastiňuje Neptun, protože atmosféra planety je zatemněna absorpcí metanu na těchto blízkých infračervených vlnových délkách. Triton obíhá kolem Neptunu po neobvyklé zpětné (retrográdní) dráze, což vede astronomy ke spekulacím, že tento měsíc byl původně objektem v Kuiperově pásu, který byl gravitačně zachycen Neptunem. V nadcházejícím roce jsou plánovány další Webbovy studie Tritona a Neptunu.
Jako nejvýkonnější dalekohled, jaký byl kdy vytvořen, je Teleskop Jamese Webba, Space Telescop, přední světovou vesmírnou vědeckou observatoří. Vyřeší záhady v naší sluneční soustavě, podívá se dál na vzdálené světy kolem jiných hvězd a analyzuje tajemné struktury a původ našeho vesmíru a našeho místa v něm. Webbův Teleskop je mezinárodní program vedený NASA se svými partnery, ESA (European Space Agency) a Canadian Space Agency.
Zdroj: Scitechdaily
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Foto: Alex Eckermann/UnsplashVrchol Mauna Kea na Havaji již hostí 13 dalekohledů.
Skupina, včetně domorodých Havajanů, bude nyní spravovat horu Maunakea, kde se střetla práva domorodců a astronomie
Stát Havaj nastavil nový způsob, jak spravovat horu Maunakea, na jejímž vrcholu se nachází mnoho astronomických observatoří světové úrovně. Zákon podepsaný havajským guvernérem dne 7. července zbavuje Havajskou univerzitu její role hlavního orgánu dohlížejícího na území, na kterém jsou dalekohledy umístěny, a dává tuto odpovědnost nově založené skupině s mnohem širším zastoupením komunity, včetně původních obyvatel Havaje, napsal server Nature.
Mnozí doufají, že posun označí cestu vpřed pro astronomii na Havaji. Od roku 2015 někteří domorodí obyvatelé Havaje občas blokují cestu na vrchol, především proto, aby zabránili zahájení výstavby třicetimetrového dalekohledu (TMT). Observatoře nové generace, která bude mít obrovské zrcadlo shromažďující světlo, aby bylo možné provádět astronomické objevy. Sit-ins podnítily rozsáhlé diskuse o právech domorodých národů mít slovo při správě pozemků, které jsou pro ně posvátné, ale které byly využívány pro účely včetně vědy.
Nová autorita Maunakea zapojí původní obyvatele Havaje do rozhodování o tom, jak je hora spravována, s důrazem na vzájemnou správu a ochranu Maunakea pro příští generace. Orgán bude mít 11 členů s hlasovacím právem, z nichž jeden musí být aktivním praktikantem původních havajských kulturních tradic a jeden z nich musí být potomkem kulturního praktika, který je spojen s Maunakeou. Nechybí ani spoty pro zástupce z astronomie, školství, hospodaření s půdou, politiky a dalších oborů.
„Velmi doufám v novou entitu,“ říká Noe Noe Wong-Wilson, domorodý havajský starší, který pomáhal vést zátarasy na hoře. „Je mimo moji představivost, kde bychom v tuto chvíli byli, protože jsme tak dlouho bojovali, abychom byli vyslyšeni.“
Havajská univerzita spravuje většinu pozemků v okolí summitu Maunakea od roku 1968, kdy jí stát udělil 65letý pronájem na provozování vědecké rezervace zaměřené na astronomii. Maunakea má ideální oblohu pro astronomické pozorování vzhledem ke své výšce 4200 metrů a stabilní tmavé noční obloze. Univerzita nyní musí do 1. července 2028 převést všechny své manažerské povinnosti, včetně složitého souboru podnájmů, povolení a dalších dohod, na nový úřad, říká Doug Simons, ředitel univerzitního Institutu pro astronomii v Manoa na Havaji.
Cesta vpřed
Maunakea se kromě kulturních praktik a astronomie používá k řadě účelů, včetně turistiky, lovu a environmentální vědy. V současné době je domovem 13 observatoří, z nichž dvě jsou v procesu vyřazování z provozu, aby pomohly snížit dopad na horu.
Nový zákon vzešel z návrhu Scotta Saikiho, předsedy Sněmovny reprezentantů státu, jehož cílem bylo prolomit slepou uličku kolem Maunakea. Vytvořila pracovní skupinu, která doporučila změny ve vedení Maunakea a vedla ke konečnému plánu na odstranění Univerzity Hawaii jako hlavního manažera.
Skupina byla úspěšná, protože vytvořila rámec vzájemného respektu, říká Rich Matsuda, zástupce ředitele pro vnější vztahy na WM Keck Observatory ve Waimea na Havaji, který sloužil jako její člen. „Věci byly často koncipovány jako kultura versus věda,“ říká. „To je druh falešné dichotomie a urážlivého rámování.“ Různé znalostní systémy a způsoby nahlížení na věci nemusí být ve vzájemné opozici.“
Zákon říká, že astronomie je politikou státu Havaj. „Stát říká, že astronomie je pro Havaj důležitá a že stát investuje do astronomie, ale ještě více investuje do správy Maunakei jako zvláštního místa – tato kombinace je pro mě naprosto klíčová,“ říká John O’Meara. hlavní vědec Kecku, který má na Maunakea dva 10metrové dalekohledy. „Je to důvod k optimismu.“
Osud dalekohledu
Zbývá mnoho kroků. Prvním je identifikovat jednotlivce, kteří budou tvořit nový řídící orgán Maunakea, pravděpodobně je jmenuje guvernér, a poté jej nastavit tak, aby převzal všechny administrativní a řídící úkoly, na které univerzita dohlížela. Státní zákonodárný sbor bude také muset poskytnout peníze na financování skupiny nad rámec 14 milionů USD přidělených na první rok.
A pak je tu ještě otázka TMT. Má povolení pokračovat ve výstavbě, ale vzhledem k napětí na hoře tak ještě neučinilo. Loni v listopadu projekt získal tolik potřebnou podporu, když americký desetiletý průzkum priorit financování v astronomii a astrofyzice doporučil, aby se posunul vpřed. Americká National Science Foundation (NSF) nyní zvažuje, zda na projekt poskytne finance, která nemá dostatek peněz na kompletní vybudování dalekohledu se svými partnery ve Spojených státech, Číně, Kanadě, Indii a Japonsku.
Pokud se NSF rozhodne připojit k TMT, za odhadované náklady 800 milionů dolarů by byla alespoň čtvrtina času dalekohledu otevřena pro pozorovatele z celých Spojených států. To by také vyvolalo federální přezkum toho, jak by stavba dalekohledu mohla ovlivnit Maunakeu, která by musela být dokončena, než by mohly začít práce.
Pro Wong-Wilsona může alespoň diskuse o TMT pokračovat. „Na stole není nic,“ říká.
Od roku 1887 Punxsutawney Phil v Pensylvánii předpovídá každého 2. února počasí. Pokud bude slunečno a on uvidí svůj stín, prý uvidíme ještě šest týdnů zimy. Pokud je zataženo a on nevidí svůj stín, znamená to prý předjaří. Phil je nejznámějším předpovědcem počasí v Severní Americe. Ale sezónní tradice tohoto svátku sahají hodně daleko do minulosti. Hromnice jsou svátek astronomie, překračující čtvrtý den, spadající přibližně do poloviny mezi prosincovým slunovratem a březnovou rovnodenností.Píše server earthsky.com.
V loňském roce (2021) se kvůli probíhající pandemii nekonaly žádné osobní akce na Groundhog Day v Punxsutawney v Pensylvánii. Klub požádal návštěvníky, aby raději zůstali doma, než aby cestovali na Philovu výroční oslavu. Minulý rok sledovalo Phil na YouTube svou předpověď asi 17 000 lidí.
Foto: punxsyphil / Instagram
V letošním roce zasáhla východ USA jen pár dní před Hromnicemi prudká zimní bouře a v předpovědi pro Punxsutawney v Pensylvánii se 2. února očekává „převážně zataženo“. Uvidí Phil letos svůj stín?
Každý čtvrtletní den je sbírkou dat, která všechna spadají přibližně do poloviny mezi slunovraty a rovnodenností. Mnoho kultur v této době slaví tradice a svátky. 2. únor je prvním mezičtvrtletním dnem roku. Existují tři další dny napříč čtvrtletími, včetně v Severní Americe oslavy Halloweenu.
Rozdělení roku na segmenty je v lidských kulturách běžným tématem. Dává to smysl, protože naši předkové si byli více vědomi měnícího se pohybu slunce po obloze. Museli být, protože na tom závisela jejich výsadba a sklizeň.
Rovnodennosti, slunovraty a mezičtvrtletní dny jsou události, které se odehrávají na oběžné dráze Země kolem Slunce.Mezičtvrtletní dny spadají do poloviny mezi slunovraty a rovnodenností. Hromnice jsou prvním čtvrtletním dnem v roce. Ilustrace přes NASA.
Punxsutawney Phil, skvělý prognostik počasí
Zdaleka nejslavnější ze sysel hledajících stíny z 2. února je Punxsutawney Phil v Punxsutawney v západní Pensylvánii, který si říká:
… původní domov velkého prognostika počasí, Jeho Veličenstva, Hromnice Punxsutawney.
Ve většině let členové Punxsutawney Groundhog Club pořádají veřejné oslavy Hromnic. Oslava 2. února byla zachycena ve filmu Billa Murraye Groundhog Day, Na Hromnice o den více.
Jak přesný je Phil? Národní klimatické datové centrum NOAA říká, že Philovy předpovědi v posledních letech neprokázaly žádnou prediktivní schopnost. Phil to dělá správně asi ze 35-40%.
V keltském kalendáři je rok také rozdělen na čtvrtinové dny (rovnodennosti a slunovraty) a na čtvrtinové dny na velkém novopohanském kole roku . Takže stejně jako je 2. únor ve znamení oslav svíček některými křesťany, například římskými katolíky, v současném pohanství se tento den nazývá Imbolc a je považován za tradiční čas zasvěcování.
Oslava Hromnic přišla do Ameriky spolu s imigranty z Velké Británie a Německa. Tradici lze vysledovat k raným křesťanům v Evropě, kdy se říkalo, že ježek hledal svůj stín na Den svíček.
Zkuste tuto starou anglickou říkanku:
Pokud bude Den svíček spravedlivý a jasný, zima bude mít další let. Ale pokud bude tma s mraky a deštěm, zima je pryč a už se nevrátí.
Nebo zde je další staré přísloví:
Na Den svíček byste měli mít polovinu dřeva a polovinu sena.
V Německu, kde se říkalo, že jezevec hlídá svůj stín, říká:
Pastýř by raději viděl vlka vcházet do jeho stáje na Den svíček, než aby viděl zářit slunce.
Přítel na Facebooku řekl, že v Portugalsku mají lidé báseň o 2. únoru související s Paní svíček. Tady je báseň:
Quando a Senhora das Candeias está a rir está o inverno para vir, quando está a chorar está o inverno a acabar. /Překlad: Pokud se Panna Maria Svíčková usmívá (Slunce), zima teprve přijde, pokud pláče (Déšť), zima je pryč./
Jedna poznámka na závěr. Nechat vánoční výzdobu po Hromnicích znamená prý smůlu.
Hromnice se každoročně konají 2. února a shodují se s prvním čtvrtletním dnem roku.
Zdroj: earthsky.org
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: Rachel Amaro, Arizonská univerzita / Tiskový zdroj AAAS
Foto: NASA / JLP-CALTECH / Tiskový zdroj
Foto: Lionel Garcia / Tiskový zdroj
Foto: NASA/JPL-Caltech (K. Miller/IPAC) / Tiskový zdroj
Foto: European Space Agency / Tiskový zdroj
Foto: Ústav Astrofyziky FORTH / Tiskový zdroj
Foto: Ústav Astrofyziky FORTH / Tiskový zdroj
Foto: NASA, ESA, CSA, LEAH HUSTAK (SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE) /Tiskový zdroj
Foto: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO/Iveta Mauci pod licencí ESA
Foto: ESA/Gaia/DPAC- CC BY-SA 3.0 IGO
Foto: PIRO4D/ pixabay
Foto: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI)/Neptun zblízka (Webb NIRCam)
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Foto: NASA, ESA, CSA, STSc/Joseph DePasquale (STScI)
Foto: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Foto: Estonská univerzita biologických věd/Kristina Haan/Tiskový zdroj EurekAlert
Foto: Ilustrační_myshion/Pixabay
Foto: ESO
Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Foto: Alex Eckermann/Unsplash
Foto: Artapixel / Ppixabay
Foto: punxsyphil / Instagram
