17.06.2014-10:20:00   |   Dušan Valent
#Kozmos
#Kuriozity

10. Praveká žiara


-

Na hrane pozorovateľného vesmíru, tam, odkiaľ k nám svetlo putovalo vyše 10 miliárd rokov, astronómovia objavili čudesné, extrémne jasné objekty zvané kvazary. Mnohé z nich dosahujú šírku okolo 600 miliónov svetelných rokov - šesťtisícnásobne viac ako naša galaxia. Každý jeden kvazar vyžaruje viac energie ako stovky galaxií dohromady. Tieto objekty z čias chaotickej mladosti nášho vesmíru predstavujú akési aktívne galaktické jadrá poháňané supermasívnymi čiernymi dierami v ich strede. Javia niektoré znaky hviezd, ale aj galaxií – v optickom ďalekohľade napríklad pripomínajú hviezdu, pretože sú bodovým zdrojom svetla.



9. Turbo-hviezdy

Hviezdy vo vesmíre spravidla obiehajú okolo galaktických jadier. Slnko okolo neho uháňa rýchlosťou asi 200 kilometrov za sekundu. To je úctyhodné tempo, no asi jedna zo sto miliónov hviezd by naše Slnko celkom zahanbila. Tieto tzv. "hyperrýchle hviezdy" sa pohybujú rýchlosťou niekoľko tisíc kilometrov za sekundu. Čo ich zrýchlilo na úroveň, že dokážu uniknúť z galaxie, nie je známe. Na vine by mohli byť explózie supernov alebo u pôvodne dvojhviezdnych systémov zhltnutie jedného z gravitačne viazaných telies supermasívnou čiernou dierou - napríklad tou, ktorá drieme v strede našej Mliečnej cesty. V súčasnosti v našej galaxii poznáme 16 hyperrýchlych hviezd. Skôr či neskôr, všetky z nich Mliečnu cestu opustia a rozšíria nepočetné rady veľkých intergalaktických telies.

8. Veľký atraktor


-

Niečo priťahuje našu galaxiu rýchlosťou 600 kilometrov za sekundu. A nielen ju, aj okolité superkopy galaxií. Nevidíme to. Z nášho pohľadu - pohľadu pozemského astronóma totiž zdroj záhadnej tiaže leží za hustým plynným centrom Mliečnej cesty. Táto záhadná gravitačná anomália, zvaná veľký atraktor alebo veľký priťahovač, sa pýši gravitačnou silou desiatok tisíc bežných galaxií vložených do pomerne malého priestoru. Okolo seba vytvára gravitačný kráter so šesťtisícnásobne väčším priemerom ako je priemer našej galaxie. Žiaden strach. Skôr, než doň dopadneme, ubehnú miliardy rokov.

Jadro veľkého priťahovača mala podľa pôvodných predpokladov tvoriť galaktická kopa Abell 3627, vzdialená od nás 300 miliónov svetelných rokov. Výskum röntgenových lúčov pochádzajúcich z tejto oblasti v roku 2005 naznačil, že to, čo sme považovali za veľký priťahovač, má v skutočnosti iba desatinu pôvodne predpokladanej hmoty. Znamená to, že našu galaxiu priťahuje čosi iné, nachádzajúce sa azda v blízkosti Shapleyho superkopy. Tá leží z nášho pohľadu ešte ďalej, vo vzdialenosti 490 miliónov svetelných rokov od Zeme. Alebo by zdrojom enormnej tiaže mohlo byť čosi ešte rozmernejšie, masívnejšie a vzdialenejšie. Tak či onak, identita “veľkého atraktora” zostáva naďalej záhadou.



7. Extrémne otáčanie

Kolaps hviezd trikrát či sedemkrát hmotnejších ako Slnko stlačí hmotu týchto objektov tak silne, že rozláme samotné atómy v nej. Výsledné teleso z natlačených neutrónov, neutrónová hviezda, má priemer iba asi 10 - 20 kilometrov. Je ale také husté, že jedna čajová lyžička jeho hmoty váži približne 100-miliónov ton.


-



Tie isté sily, ktoré roztočenej krasokorčuliarke zrýchlia rotáciu, keď pritiahne ruku alebo nohu k trupu, vplývajú aj na vznikajúce neutrónové hviezdy. Napríklad Slnko sa okolo vlastnej osi otočí raz za 25 dní. Jeho stlačené, drobné posmrtné jadro, sa teda bude točiť omnoho rýchlejšie. Niektoré neutrónové hviezdy sa dokonca otočia viac ako 1500-krát za... sekundu. Ich rovník dosahuje 25% rýchlosti svetla. Odstredivá sila extrémne otáčavých neutrónových hviezd tvaruje ich žiarenie do kužeľov, ktoré pravidelne ožarujú určitú časť vesmíru ako kozmické majáky. Astronómovia ich nazývajú pulzary.

6. Šialené megamagnety


-

Za istých špecifických podmienok sa počas vzniku neutrónovej hviezdy spod kontroly vymkne nie rýchlosť rotácie, ale magnetizmus. Namiesto pulzaru vzniknú najsilnejšie magnety kozmu, magnetary. Najväčšie z nich sú 30-krát hmotnejšie ako Slnko (pri priemere 20 - 30 km), pričom sila ich magnetického poľa môže prevýšiť silu toho pozemského až biliónkrát. To znamená, že ak aby okolo Zeme preletel magnetar vo vzdialenosti tisíc kilometrov, zahubil by všetkých ľudí. A neveľmi príjemným spôsobom. Vytrhol by nám z tela všetko železo, ktoré obsahujú napríklad naše červené krvinky. Podľa odhadov astrofyzikov sa v našej galaxii nachádza približne 30 miliónov magnetarov.

5. Gigantická prázdnota


-

Vo vesmíre nájdete miliardy a miliardy galaxií. Napriek tomu existujú aj podozrivo prázdne miesta. Najväčšie nich je Pastierova prázdnota (pomenovaná podľa súhvezdia Pastier), ktorá dosahuje priemer 250 miliónov svetelných rokov. To znamená, že do jeho priestoru by sa dalo bok po boku umiestniť 2500 galaxií s veľkosťou Mliečnej cesty. Nachádza sa tu len pár desiatok galaxií, no sú od seba nesmierne vzdialené.

Naša galaxia zdieľa priestor asi troch miliónov svetelných rokov s 25 ďalšími galaxiami. Ak by táto štandardná hustota vesmíru platila aj v Pastierovej prázdnote, malo by sa tu nachádzať nie pár desiatok, ale 10-tisíc galaxií. Ba čo viac, slovami astronóma Grega Alderinga: „Ak by sa v strede Pastierovej prázdnoty nachádzala Mliečna cesta, o existencii iných galaxií by sme nevedeli do 60. rokov 20. storočia.

Ako obrovitá Pastierova prázdnota vznikla? Podľa astronómov sa zrejme vytvorila postupným spájaním viacerých menších oblastí vesmírnej ničoty.



4. Hviezda vo hviezde


-


Väčšina hviezd poletuje kozmom úzko spätá s jedným alebo viacerými “súrodencami”. Fyzici už dávnejšie špekulovali, že by čas od času mohol mŕtvolu jednej hviezdy, premenenú na neutrónovú hviezdu, pohltiť jej umierajúci brat nachádzajúci sa vo fáze červeného obra. A skutočne, niekoľko kandidátov týchto tzv.Thorne-Żytkowových objektov poznáme. Sú to červení obri, ktorí absorbovali pulzar alebo magnetar, a ten teraz tvorí ich jadro. V našej galaxii by malo telies tohto typu poletovať niekoľko desiatok. Najnádejnejším kandidátom je zatiaľ hviezda HV 2112.

3. Návrat zo záhrobia

V roku 1996 objavil japonský amatérsky astronóm Jukio Sakurai červeného obra, ktorý sa takpovediac vrátil zo záhrobia. Fáza červeného obra predstavuje umieranie. Keď hviezda s približne rovnakou hmotnosťou ako Slnko vyčerpá zásoby jadrového paliva, nafúkne sa ako balón a potom exploduje za vzniku stlačeného zostatkového jadra s veľkosťou našej planéty, bieleho trpaslíka (na neutrónové hviezdy sa menia hviezdy niekoľkonásobne väčšie ako Slnko). Čas od času sa však v tomto drobnom pozostatku znovu zažne jadrová fúzia zvyšku vodíka a hélia. Výsledok? Biely trpaslík sa na krátky čas zmení späť na červeného obra. Tento ojedinelý osud sa zatiaľ podarilo pozorovať u troch objektov.


-



2. Hviezda obklopená mimozemskou megaštruktúrou?


-


Zvláštne prejavy Tabbinej hviezdy (KIC 8462852, vzdialená asi 1 500 svetelných rokov od Zeme a o polovicu väčšia a jasnejšia ako Slnko), vyvolali koncom roku 2015 vlnu mediálnych špekulácií o možnom objave gigantickej štruktúry postavenej mimozemšťanmi. Malo ísť o tzv. Dysonovu sféru či skôr Dysonov roj, súbor množstva veľkých, umelo vytvorených objektov, ktoré hviezdu čiastočne obklopujú. Vesmírny ďalekohľad Kepler pri pozorovaní objektu totiž zaznamenal zvláštne poklesy jasnosti. Priebehom nepripomínali nič, čo takéto poklesy bežne spôsobuje, napríklad tranzit exoplanéty. Dochádzalo k nim opakovane, ale nie pravidelne – raz za 5 až 80 dní. Zaznamenaná intenzita poklesov bola rôzna, v jednom prípade dosahovala vyše 20 percent. Pre porovnanie, tranzit exoplanéty veľkej ako Jupiter by spôsobil zníženie jasnosti o asi jedno percento. Nech už ďalekohľad zachytil čokoľvek, musí ísť o niečo väčšie ako planéta.

Predložených bolo niekoľko možných vysvetlení. Jedno hovorí disku, aký obklopuje mladé hviezdy, ďalšie o prachovo-kamennej sutine, ktorá zostala po kolízii veľkých telies, napríklad asteroidov, komét alebo planéty. Pozorovania však ich prítomnosť vylúčili (napr. sutinu by zohrialo žiarenie blízkej hviezdy, takže by ju prezradilo infračervené žiarenie). Za najpravdepodobnejší scenár astronómovia považovali kométy. A to buď tranzit skupiny komét (kométy majú síce jadrá veľké iba niekoľko kilometrov, ich koma, čiže obal plynu, ktorý uniká pri prehriatí po priblížení k hviezde, však v niektorých prípadoch môže dosiahnuť až rozmery slnka) alebo rozpadávajúce sa mračno tvorené kométami.



(Aktualizácia 21. 12. 2016) Celkom čerstvý výskum vedcov z Illinoiskej univerzity možno našiel celkom odlišné a vcelku prozaické vysvetlenie: hviezdu nič necloní, zmeny svietivosti sú telesu vlastné a súvisia s dynamikou jej magnetického poľa. Výskumníci podrobili štatistickej analýze záznam menších, nepravidelných variácií v jasnosti. Analýza odhalila veľavravný matematický vzorec, pripomínajúci fyzikálny model lavín. Miernejšie zatemnenia podľa autorov štúdie predstavujú akési ekvivalenty zvukov pukania či malým lavín, ku ktorým dochádza v čase medzi veľkými, katastrofickými lavínami (tým zodpovedajú najvýraznejšie zníženia jasnosti). Hoci sú napríklad menej výrazné zatemnenia hviezdy pomerne rôznorodé, štatistická analýza v ich distribúcií odhalila pomerne jednoduchú zákonitosť škálovania. Na záver ešte pripomeňme, že podľa autorov štúdie sa fyzikálne zákonitosti dynamiky, aká je typická pre snehové lavíny, už dávnejšie pozorovali tiež v nanokryštáloch, štatistických dátach amorfných kovov, v dejoch hornín, a na veľkej škále pri zemetraseniach. Lavíny sú skrátka oveľa širšou kategóriou fyzikálnych dejov, než je obyčajné náhle zosúvanie snehu v horách. Výskumníci zároveň dodávajú, že Tabbina hviezda sa nachádza blízko kritického bodu kontinuálneho fázového prechodu - jeho bližšie detaily však zatiaľ zostávajú nejasné.

1. Čoraz záhadnejšie čierne diery

Hviezdy príliš veľké nato, aby sa po svojej smrti zmenili na bielych trpaslíkov alebo neutrónové hviezdy (do kategórie ktorých patria pulzary aj magnetary), sa takpovediac zrútia do seba za vzniku čiernej diery. S istotou toho o čiernych dierach môžeme povedať len veľmi málo: sú veľmi hmotné a ich gravitácia je taká silná, že jej nedokážu uniknúť ani lúče svetla. Preto čierne diery v skutočnosti nevidíme, len dokážeme pozorovať ich vplyv na okolie. Ako však vyzerajú ich útroby a čo sa v nich deje, zostáva neisté.




-

Súčasné predstavy väčšiny fyzikov, podľa ktorých sú čierne diery akési diery do časopriestoru (resp. sa v nich nachádza nekonečne zakrivený časopriestor) so singularitou, bodom s nekonečnou gravitáciou a hustotou, čelia závažnému problému (viac o ňom sa dočítate napríklad TU). Stavajú do konfliktu dve fundamentálne fyzikálne teórie, kvantovú mechaniku a špeciálnu relativitu. Nenechajte sa zmýliť slovom teória. Vo vedeckom kontexte neznamená nič vysnené alebo špekulatívne. Napokon, fyzici obe teórie experimentálne potvrdili. Preto by si nemali protirečiť tak, ako to robia v prípade „tradičných“ predstáv o čiernych dierach.

Kvôli nezrovnalostiam tradičných predstáv viacerí astrofyzici navrhli niekoľko iných, netradičných pohľadov na čierne diery. Výskumný tím vedený Josephom Polchinským navrhol existenciu „ohnivej steny“, ktorá čierne diery obklopuje a všetko, čo sa jej dotkne, spáli. Teória strún (podľa ktorej všetka hmota pozostáva na tej najzákladnejšej úrovni z vibrujúcich strún energie) pre zmenu ponúka možnosť, že vo vnútri týchto objektov nenájdete singularitu, ale akýsi fuzzball, priezračné klbko strún. Pri pohľade zvonka teleso síce na nerozoznanie pripomína čiernu dieru, ale chýba mu horizont udalostí (hranica, za ktorou gravitácia objektu uväzní svetlo). Tým sa možné interpretácie čiernych dier nekončia. Podľa ďalších vedcov by mohlo ísť taktiež o čierne hviezdy, teda scvrknuté, zahustené jadrá mŕtvych hviezd, ktoré svojou tiažou dokážu uväzniť svetlo, no nezrútia sa do singularity. Alebo sú to hviezdy zo záhadnej tmavej energie. V tomto modeli sa hmota padajúca za horizont udalostí mení na tmavú energiu, ktorá má antigravitačné vlastnosti a bráni vzniku singularity. Čierne diery by taktiež mohli byť hviezdami z gravitačného vákua, gravastarmi. Podľa niektorých fyzikov totiž obrovské, do seba sa rútiace hviezdy z komplikovaných fyzikálnych príčin vytvárajú guľovitú oblasť ničoty, obkolesenú extrémne hustou hmotou.

-

Doplnené 21. 12. 2016

Obrázky: public domain, emsnews.wordpress.com, L. Calçada, http://scitechdaily.com/,
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail