atomy | Svět2000

Nová záhada planety Země. Stavební kameny nepocházejí z vnější části sluneční soustavy, ale přímo odtud

2. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 79 Zobrazení asteroidy, atomy, chemické složení, ETH Curych, izotopy, materiál, meteority, Sluneční soustava, stavební bloky, Země

Astrofyzika Astronomie Nové TOP 10 Vědecké objevy

Výpočty to ukazují jasně. Stavební materiál Země pochází z jediného materiálového rezervoáru. Vědci byli ohromeni, když zjistili, že Země je složená výhradně z materiálů z vnitřní Sluneční soustavy.

Naše planeta má zcela odlišné složení od jakékoli kombinace existujících meteoritů. Materiál z vnější sluneční soustavy naopak pravděpodobně tvoří méně než dvě procenta hmotnosti Země, nebo dokonce vůbec nic.

Chemické složení meteoritů a asteroidů funguje stejně jako otisk prstu. Poskytuje informace o původu stavebních materiálů, které vytvořily Zemi. Na základě nové analýzy stávajících dat vědci ukazují, že tento materiál musí pocházet výhradně z vnitřní sluneční soustavy. Materiál, ze kterého byla Země vytvořená je totiž podobný materiálu, který se nachází na Marsu a asteroidu Vesta.

Vědci z Curychu, kteří provedli novou analýzu, naznačuje, že materiál, ze kterého je naše planeta, pochází výhradně z vnitřní sluneční soustavy. Původní teorie je tímto opět v háji a vědci můžou začít s vysvětlováním od píky. Nu což, celou dobu šlo přece jen o teorii a důkazy jsou důkazy…

Země je tedy součástí trendové linie táhnoucí se od Slunce. Tento blízký vztah také umožňuje předpovědi o složení Venuše a Merkuru, z nichž zatím nemáme žádné známé vzorky.

Zrodila se za Jupiterem?

Planetární vědci dlouho debatují o původu materiálu, který formoval naši Zemi. Navzdory její poloze ve vnitřní sluneční soustavě považují za pravděpodobné, že 6–40 procent tohoto materiálu muselo pocházet z vnější sluneční soustavy, tj. z oblasti za Jupiterem.

Dlouhou dobu byl materiál z vnější sluneční soustavy považovaný za nezbytný pro přenos těkavých složek, jako je voda. Proto muselo během formování Země docházet také k výměně materiálu mezi vnější a vnitřní sluneční soustavou. Je to ale skutečně pravda?

Sourozenecké atomy

Vědci Paolo Sossi a Dan Bower z ETH Curich porovnali existující data o izotopových poměrech široké škály meteoritů, včetně těch, které pocházejí z Marsu a asteroidu Vesta, s údaji ze Země. Izotopy jsou sourozenecké atomy stejného prvku (stejný počet protonů), které mají různou hmotnost (různý počet neutronů).

Vědci analyzovali tato data novým způsobem a dospěli k překvapivému závěru: materiál, ze kterého je Země složená, pochází výhradně z vnitřní oblasti Sluneční soustavy.

Vědci z ETH pro svou studii použili existující data o deseti různých izotopových systémech z meteoritů a analyzovali je pomocí specializované statistické metody. Předchozí studie se většinou zabývaly pouze dvěma izotopovými systémy. Prováděli statistické výpočty, které se v geochemii používají jen zřídka, přestože jsou mocným nástrojem.

Izotopový podpis odhaluje původ

K určení původu nebeských těles používají vědci izotopy. To jim ukáže ze které části sluneční soustavy pocházejí. Historicky však k určení jejich původu bylo možné použít pouze různé izotopy prvku kyslíku.

Až na začátku roku 2010 americký vědec objevil, že k tomuto účelu lze použít i jiné izotopy, jako je chrom a titan. To umožnilo vědcům rozdělit meteority do dvou kategorií: neuhlíkaté, které vznikají výhradně ve vnitřní sluneční soustavě a uhlíkaté, které obsahují více vody a uhlíku a pocházejí z vnější sluneční soustavy.

Nová analýza odhaluje, že Země je složena výhradně z neuhlíkatého materiálu. Nebyly nalezené žádné důkazy o dříve předpokládané výměně mezi vnějšími a vnitřními rezervoáry sluneční soustavy. Země tedy rostla v relativně statické soustavě a postupně do sebe začleňovala i menší sousední planety. To také naznačuje, že většina těkavých prvků, jako je voda, musela být přítomna ve vnitřní Sluneční soustavě.

Odlišné zásobníky hmoty

Ale proč v naší sluneční soustavě existují dva odlišné zásobníky hmoty? Vědci předpokládají, že se naše sluneční soustava během svého formování rozdělila na dva zásobníky kvůli rychlému růstu a velikosti Jupiteru. Gravitace plynného obra protrhla mezeru v protoplanetárním disku obíhajícím kolem mladého Slunce. Tyto disky mají prstencový tvar a skládají se z plynu a prachu; jsou rodištěm planet. Jupiter zabránil materiálu z vnější sluneční soustavy vstoupit do vnitřní oblasti. Rozsah, do jaké byla tato bariéra propustná, však dosud nebyl jasný.

Vědci také předpokládají, že Venuše a Merkur leží na stejné linii. To však nelze analyticky ověřit, protože vědci v současné době nemají k dispozici žádné vzorky hornin z Merkuru a Venuše, což jsou dvě nejvnitřnější planety Sluneční soustavy.

Zdroj: ETH Curych, Švýcarsko; https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2026/03/the-earth-formed-from-local-building-blocks.htm;Sossi PA, Bower DJ. Homogenní akrece Země ve vnitřní sluneční soustavě, Nature Astronomy, 27. března 2026, DOI: 10.1038/s41550-026-02824-7

Mléčnou dráhou prolétá zombie hvězda, schopná rozbít lidské atomy na kusy. Astronomové netuší, odkud se vzala.

Magnetar řítící se Mléčnou dráhou rychlostí 177tis. km/h, by dokázal jediným paprskem rozložit člověka na jednotlivé atomy

24. 4. 2025 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 3 min read 7753 Zobrazení atomy, člověk, Hvězda smrti, magnetar, Mléčná dráha, SGR 0501+4516, vesmír, Zombie hvězda

Nové Vesmír Záhady vesmíru

Popis fotografie: Mléčnou dráhou prolétá zombie hvězda, schopná rozbít lidské atomy na kusy. Astronomové netuší, odkud se vzala. Neutronové hvězdy jsou jedny z nejkompaktnějších a nejextrémnějších objektů ve vesmíru.

Zombie hvězda se silou podobnou Hvězdě smrti ze Star Wars, by dokázala rozložit všechny lidi na planetě Zemi. Odkud se vzala a jak vznikla je prozatím vědeckou záhadou. Mléčnou dráhou doslova sviští rychlostí více než 177 000 km/h.

_{Tým mise NASA Hubble}

Tato vesmírná dělová koule, která má magnetické pole schopné roztrhat lidi na kusy, resp. rozložit je na jednotlivé atomy, má prozatím záhadný původ. Jeho objasnění může změnit lidské chápání vzniku podobných pozůstatků hvězd. Její neobvykle vysoká rychlost ale naznačuje, že se nezrodila podle očekávání, což by mohlo alespoň vysvětlit záhadný původ některých rychlých rádiových záblesků.

Co je to za objekt?

Zombie hvězda pojmenovaná SGR 0501+4516 je magnetar. Neutronová hvězda se silným magnetickým polem. Svou první aktivitu spojenou se Zemí projevil 22. srpna 2008, když po mnoha tisíciletích cestování vesmírem, vyslal k Zemi obrovskou magnetickou erupci. Tehdy se nacházel asi 15 000 světelných let od Země. A právě tehdy, při studii tohoto výbuchu, objevili astronomové ESO mrtvou hvězdu patřící do skupiny magnetarů. Rentgenové paprsky z obřího výbuchu spustily automatický senzor na mezinárodním satelitu Swift, který spadá pod vedení NASA.

Neutronové hvězdy jsou pozůstatky mrtvých hvězd, které se zhroutily do scvrklých slupek o velikosti malých planet, přičemž si zachovaly tolik hmoty, jako hvězdy podobné Slunci. Díky tomu jsou neutronové hvězdy nejhustšími známými vesmírnými objekty, které jsou předpokládanými autory černých děr.

Nejextrémnější magnetar Mléčné dráhy

Neuvěřitelně kompaktní objekt je jedním z „pouhých“ 30 známých magnetarů, které se nacházejí v Mléčné dráze. A i když byl objeven už v roce 2008, teprve díky nové studii, publikované 15. dubna v časopise Astronomy & Astrophysics, po tom, kdy vědci analyzovali data následných pozorování z Hubbleova vesmírného dalekohledu a ze sondy Gaia Evropské vesmírné agentury, vědci zjistili, že pozůstatek hvězdy se pohybuje naší galaxií mnohem rychleji, než se očekávalo. Odborníci se domnívají, že magnetické pole objektu je asi 100 bilionkrát silnější než ochranný štít planety Země.

Podle vědců NASA, pokud by magnetar SGR 0501+4516 proletěl kolem Země v poloviční vzdálenosti od Měsíce, jeho intenzivní magnetické pole by zničilo všechny kreditní karty na naší planetě. Pokud by se člověk dostal do vzdálenosti 965 km, magnetar by se stal opravdovým paprskem smrti, který by roztrhal každý atom v lidském těle. Astronomové však neočekávají, že by se zombie hvězda dostala někam do blízkosti sluneční soustavy.

Nejistý původ

Objev zpochybňuje to, co víme o tom, jak magnetary vznikají. Až dosud vědci předpokládali, že tyto objekty se rodí z explozí umírajících hvězd, které se roztrhnou na kusy předtím, než se přemění na neutronové hvězdy. To je to, co vědci předpokládali, že se stalo s SGR 0501+4516, který byl původně spatřen blízko zbytku supernovy HB9. Nová studie však ukázala, že magnetar se pohybuje příliš rychle a špatným směrem na to, aby pocházel z tohoto konkrétního místa kosmického zločinu.

Sledování trajektorie magnetaru tisíce let do minulosti ukázalo, že neexistují žádné další zbytky supernov nebo masivní hvězdokupy, se kterými by mohl být spojený.

Astronomové stále neví, jak přesně SGR 0501+4516 vznikl, pouze se domnívají, že vznikl přímým kolapsem bílého trpaslíka, tedy zbylého jádra hvězdy poté, co vyčerpala své palivo, spíše než hvězdnou explozí.

„Scénář pro vznik supernovy vede k zažehnutí jaderných reakcí a explozi bílého trpaslíka, který po sobě nic nezanechá,“ uvedl v prohlášení spoluautor studie astronom Andrew Levan, ale objevila se teorie, že za určitých podmínek se bílý trpaslík může místo toho zhroutit do neutronové hvězdy. Vědci mají tedy novou teorii, že právě takhle se mohl zrodit tento typ magnetaru.

Nečekaný objev převratné varianty NQR dokáže detekovat signály z jednotlivých atomů

8. 1. 2025 Iveta Mauci 3 min read 164 Zobrazení atomy, bezkonkurenční přesnost, dynamika, fyzika, NQR, objev

Fyzika-matematika Věda

Popis obrázku: Detekce jednotlivých jader.

Nová metoda je tak přesná, že dokáže detekovat signály z jednotlivých atomů. Je to výkon, který se dříve považoval za nemožný.

Inženýři z Pennsylvánské univerzity, Fakulty inženýrství a aplikovaných věd, využili kvantové senzory k realizaci převratné varianty nukleární kvadrupolární rezonanční spektroskopie (NQR). Techniky tradičně používané k detekci drog a výbušnin, nebo k analýze léčiv.

Zaměřením na jediné jádro můžou vědci odhalit podrobnosti o molekulární struktuře a dynamice, které byly dříve skryté. Tato technika umožňuje studovat stavební kameny přírodního světa ve zcela novém měřítku.

Dílčí atomové poznatky

Vědci využívají rádiové vlny k odhalování molekulárních „otisků“ neznámých materiálů už od 50. let 20. století. Pomáhají například při skenování lidského těla pomocí magnetické rezonance, nebo při detekci výbušnin na letištích.

Tyto metody však spoléhají na signály zprůměrované z bilionů atomů, což znemožňuje detekovat drobné odchylky mezi jednotlivými molekulami. Taková omezení brání aplikacím ve výzkum proteinů. Malé rozdíly ve funkčnosti kontroly tvaru mohou určit rozdíl mezi zdravím a nemocí.

„Tato nová technika však umožňuje izolovat jednotlivá jádra a pomáhá odhalit drobné rozdíly v tom, co se považovalo za identické molekuly,“ říká Lee Bassett, docent v oboru elektrotechniky a systémového inženýrství (ESE).

Nečekaný objev při experimentech

Objev vyplynul z nečekaného pozorování během rutinních experimentů. Alex Breitweiser, čerstvý absolvent doktorského studia ve fyzice na Pensylvánské škole umění a věd a spoluautor článku, který je nyní výzkumníkem v IBM, pracoval s centry dusíkové vakance (NV) v diamantech. Často se jedná o defekty v atomárním měřítku, když si všiml neobvyklých vzorců v kvantových datech.

Periodické signály vypadaly jako experimentální artefakt, ale přetrvávaly i po rozsáhlém odstraňování problémů. Po návratu k učebnicím z 50. a 60. let 20. století o nukleární magnetické rezonanci Breitweiser identifikoval fyzikální mechanismus, který vysvětloval to, co viděli, ale který byl dříve odmítnutý jako experimentálně nevýznamný.

Bezkonkurenční přesnost

Pochopení tohoto efektu bylo dále rozvinuto díky spolupráci s výzkumníky na Technologické univerzitě v Delftu v Nizozemsku, kde Breitweiser strávil čas prováděním výzkumu souvisejících témat v rámci mezinárodního stipendia. Spojením odborných znalostí z experimentální fyziky, kvantového snímání a teoretického modelování vytvořil tým metodu schopnou zachytit jednotlivé atomové signály s mimořádnou přesností.

„Je to trochu jako izolovat jeden řádek v obrovské tabulce. Tradiční NQR vytváří něco jako průměr. Získáte představu o datech jako celku, ale nevíte nic o jednotlivých datových bodech. S touto metodou je to, jako bychom odhalili všechna data za průměrem, izolovali signál z jednoho jádra a odhalili jeho jedinečné vlastnosti,“ vysvětluje Mathieu Ouellet, čerstvý absolvent doktorského studia ESE a druhý spoluautor článku.

Dešifrování signálů

Stanovení teoretických základů neočekávaného experimentálního výsledku vyžadovalo značné úsilí. Ouellet musel pečlivě testovat různé hypotézy, spouštět simulace a provádět výpočty, aby porovnal data s potenciálními příčinami. „Je to trochu jako diagnostikovat pacienta na základě symptomů,“ vysvětluje. „Data ukazují na něco neobvyklého, ale často existuje více možných vysvětlení. Trvalo docela dlouho, než jsme dospěli ke správné diagnóze.“

Díky charakterizaci jevů, které byly dříve skryté, by nová metoda mohla vědcům pomoci lépe porozumět molekulárním mechanismům, které utvářejí náš svět.

Zdroj: Pennsylvánská univerzita, Fakulty inženýrství a aplikovaných věd, Technologická univerzita v Delftu

Nečekaný objev převratné varianty NQR při experimentech

7. 1. 2025 Iveta Mauci 3 min read 288 Zobrazení atomy, bezkonkurenční přesnost, detekce, dynamika, experimenty, molekulární struktura, Nizozemí, onjev NQR, Pennsylvánská univerzita

Nové TOP 10

Tato nově objevená metoda je založená na kvantové fyzice. Podle vědců je natolik přesná, že umí detekovat signály z jediného atomu. Jde o fyzikální výkon, který vědci dosud považovali za nemožný.

Inženýři z Pennsylvánské univerzity využili k realizaci nukleární kvadrupolární rezonanční spektroskopie (NQR) kvantové senzory. NQR se tradičně používá k detekci drog a výbušnin. Ale také k analýze léčiv.

Zaměřením na jediné jádro dokážou vědci odhalit podrobnosti o molekulární struktuře a dynamice. Veličiny, které byly dříve skryté.

Dílčí atomové poznatky

Tato technika umožňuje studovat stavební kameny přírodního světa ve zcela novém měřítku. Dílčí atomové poznatky Vědci používají radiové vlny už od roku 1950. Pomáhají například při skenování lidského těla při magnetické rezonanci. Nebo při detekci výbušnin na letištích.

Tyto metody však spoléhají na signály zprůměrované z bilionů atomů, což znemožňuje detekovat drobné odchylky mezi jednotlivými molekulami, říká Lee Bassett, docent v oboru elektrotechniky a systémového inženýrství (ESE). Tyto metody ale vyžadují signály zprůměrované z bilionů atomů, což znemožňuje detekovat drobné odchylky mezi jednotlivými molekulami. Taková omezení brání aplikacím ve výzkumu proteinů. Malé rozdíly ve funkčnosti kontroly tvaru mohou určit rozdíl mezi zdravím a nemocí.

„Tato nová technika však umožňuje izolovat jednotlivá jádra a pomáhá odhalit drobné rozdíly v tom, které byly považovány za identické molekuly,“ říká Lee Bassett.

Nečekaný objev při experimentech

Periodické signály vypadaly jako experimentální artefakt, ale přetrvávaly i po rozsáhlém odstraňování problémů. Po návratu k učebnicím z 50. a 60. let 20. století o nukleární magnetické rezonanci Breitweiser identifikoval fyzikální mechanismus, který to vysvětloval, co viděl, ale který byl dříve odmítnut jako experimentálně neznámý.

Bezkonkurenční přesnost

Pochopení tohoto efektu bylo dále rozvinuto díky spolupráci s výzkumníky na Technologické univerzitě v Delftu v Nizozemsku, kde Breitweiser strávil čas prováděním výzkumu souvisejících témat v rámci mezinárodního stipendia. Spojení experimentální fyziky, kvantového snímání a teoretického modelování, vytvořila metodu, která je zachycena jednotlivé signály atomů mimořádnou přesností.

„Je to trochu jako izolovat jeden řádek v obrovské tabulce. Tradiční NQR vytváří něco jako průměr. Získáte představu o datech jako celek, ale nevíte nic o jednotlivých datových bodech. S touto metodou je to, jako bychom odhalili všechna data za průměrem, izolovali signál z jednoho jádra a odhalili jeho jedinečné vlastnosti,“ vysvětluje Mathieu Ouellet, čerstvý absolvent doktorského studia ESE a druhý spoluautor článku.

Dešifrování signálů

Stanovení teoretických základů neočekávaného experimentu výsledku vyžadovalo značné úsilí. Ouellet musel pečlivě testovat různé hypotézy, spouštět simulaci a provádět výpočty, aby porovnal data s potenciálními příčinami. „Je to trochu jako diagnostikovat pacienta na základě symptomů,“ vysvětluje. „Data ukazují na něco neobvyklého, ale často existuje více možných vysvětlení. Trvalo docela dlouho, než jsme dospěli ke správné diagnóze.“

Díky charakterizaci jevů, které byly dříve skryté, by nová metoda mohla vědcům pomoci lépe porozumět molekulárním mechanismům, které utvářejí náš svět.

Zdroj: Pennsylvánská univerzita, Fakulty inženýrství a aplikovaných věd, Technologická univerzita v Delftu