Tajemný vesmír - 2x16 Největší věci v kosmu (1/2)

rubrika: 1.8 Zajímavosti


Šestnáctá epizoda druhé série amerického dokumentárního televizního seriálu Tajemný vesmír se zabývá největšími objekty v pozorovatelné části vesmíru. Problematika je poměrně rozsáhlá, proto bude zde na blogu rozdělena do dvou částí.

 

Axina


Vesmír se skládá z velkých i malých těles. Jsou to ale především velké útvary ve vesmíru, které nás tak udivují a vyvolávají v nás touhu pochopit, jak vesmír funguje. Astronomové už našli hodně obrovských objektů, hledání dalších a ještě větších však pokračuje. Astronomové předpokládají, že najdou ještě větší objekty, o kterých dosud nevíme, ale hlavně, že se dozvědí více o těch, které už znají.

Vesmír je tak obrovský, že je pro člověka obtížné pochopit, jak jsou v něm různé objekty velké. Neplatí tam, že to, co je větší, musí být i důležitější. I když je něco ve vesmíru velké, tak v porovnání se samotným vesmírem je to vlastně malé. Co ale tedy můžeme označit za největší objekt ve vesmíru? Většina astronomů se shoduje v tom, že to je „kosmická pavučina“. Jakési nekonečné „lešení“ složené ze superklastrů galaxií, obklopené „temnou hmotou“. Neviditelnou a zatím neprobádanou formou hmoty, která tvoří 90 % hmotnosti celého vesmíru.

 

 

1. Velké objekty Sluneční soustavy

V nitru Sluneční soustavy je řada nečekaně velkých objektů.

Největší planeta, Jupiter, má největší měsíc, který se jmenuje Ganymedes.

Na Marsu se tyčí největší vulkán nesoucí název Olympus Mons. Je vysoký 27 kilometrů, takže je třikrát vyšší než nejvyšší hora na Zemi. Je tak vysoký, že kdybychom stáli u jeho úpatí, nedohlédli bychom přes jeho vypouklé svahy na jeho vrcholek. Tak podivuhodné objekty se nacházejí ve vesmíru v našem sousedství.

Dalo by se předpokládat, že vítězem v soutěži o největší objekt naší Sluneční soustavy bude Slunce. Je tisíckrát hmotnější než Jupiter. Je zde snad něco většího?

Ano, je. Nejrozměrnější objekt související se Sluneční soustavou je Oortův oblak. Je to oblast komet, která svými rozměry zabírá polovinu cesty k nejbližší hvězdě Alfě Centauri, vzdálené 4 světelné roky.

Dnešnímu raketoplánu by trvalo statisíce let, než by proletěl napříč Oortovým oblakem. Oortův oblak je tak temný a vzdálený, že ho není možné pozorovat přímo. Komety však přilétají po obloze ze všech směrů, takže kdesi daleko musí existovat kulovitý oblak komet. Původ Oortova oblaku zůstává hádankou. Podle jedné teorie se utvořil brzy po vzniku Sluneční soustavy. Jak komety přilétaly ke vznikajícímu Slunci, byly vymršťovány na dlouhé oběžné dráhy. V průběhu času vytvořily gigantický oblak. Je asi tisíckrát dál, než je Země vzdálená od Slunce. Je vyplněn kusy ledu, které zůstaly v podstatě ve stejném stavu, v jakém byly v době, kdy se před 4,5 miliardou let formovala Sluneční soustava. Jsou to takové archeologické pozůstatky vzniku naší Sluneční soustavy.

 

2. Největší planety, trpasličí planety a planetky

Planety se podle velikosti dělí do dvou skupin: Velcí plynní obři, jako je Jupiter, a malé kamenné terestrické planety, jako je Země. V naší Sluneční soustavě je největší planetou Jupiter. Země je co do velikosti až na pátém místě. Jupiter sice kraluje Sluneční soustavě, není však největší planetou v naší galaxii. Největší planeta, kterou známe, nese označení TrES 4. Touto zkratkou se označují planety hvězd, které mají jen číselné označení. Byla objevena v roce 2006 v souhvězdí Herkula. Je neobvyklá vzhledem ke své hmotnosti. Je asi o 80 % větší než Jupiter, ale má jen asi 80 % jeho hmotnosti. To odpovídá přibližně hustotě korku, nebo dokonce šlehačky. Země je kamenná planeta s vysokou hustotou. Plynní obři, jako je Jupiter, jsou z velice silně stlačeného plynu, vody a dalších chemických látek. TrES 4 je v porovnání s nimi jako koule z cukrové vaty. Tato nebývale lehká planeta je asi 18krát větší než Země. Vědci si nejsou úplně jistí, jak mohla takovou velikost získat. Podle jedné teorie k tomu došlo proto, že se nachází mimořádně blízko u mateřské hvězdy. Tím se zahřívá a do její atmosféry se uvolňuje mnoho chemických látek, které pak brání úniku tepla podobně jako skleníkové plyny. Planeta obíhá svou hvězdu ve vzdálenosti, která tvoří jen 5 % vzdálenosti Země od Slunce. To je velice blízko. Je to tak blízko, že doba oběhu činí jen 3,5 dne. Vzhledem k tomu, že planeta nemůže vychladnout, nemůže se ani smrštit. Horké plyny se rozpínají. To může být jeden z důvodů, proč se poloměr planety udržel tak obrovský.

 

Pokud ale přejdeme k podmínkám pro trvalý život, nenabízejí velké planety příliš pohostinné podmínky. Tyto obří planety jsou opravdu jen samý plyn. Není tudíž pravděpodobné, že bychom na nich našli život. Takový život by totiž musel být neustále unášen v atmosféře a je velice obtížné si představit, že by se tam mohl vyvinout. Vědci nacházejí nové planety (mimo naší Sluneční soustavu) téměř každý den. Takže je možné, že najdou další s ještě většími rozměry.

Vědci také stále objevují (v naší Sluneční soustavě) nové planetky. Některé mají průměr jen několik desítek metrů, jiné dosahují velikosti celých států. Hlavní pás planetek se rozkládá mezi dráhami Marsu a Jupitera. Název evokuje oblast plnou balvanů a skalisek nejrůznějších velikostí, opak je však pravdou. Jedná se o řídce „osídlenou“ část Sluneční soustavy – metrové těleso se tam se stejně velkým či větším objektem srazí v průměru jednou za milion let. V hlavním pásu převažují malá tělesa. I kdyby se veškeré tamní objekty spojily do jednoho, nemohla by vzniknout planeta zemského typu, vzniklo by těleso tak velké jako je náš Měsíc. Polovinu hmotnosti pásu zahrnují čtyři největší tělesa – Ceres, Pallas, Vesta a Hygiea.  Ceres je z nich s průměrem bezmála 1 000 km zdaleka největší. Rozměry zbývajících tří objektů nepřesahují 600 km.

 

První objevenou planetkou byla Ceres. Je pojmenována po římské bohyni rostlin a sklizně. Lunární vozítko z expedic Apollo se pohybovalo rychlostí kolem 12 km/hod, takže astronautům by trvalo asi 10 dní, než by ji objeli kolem dokola. Ceres je tak velká, že obsahuje asi čtvrtinu veškeré hmoty, která se vyskytuje v pásu planetek. Dříve byla řazena mezi planetky, ale od nich se liší nejen velikostí, ale i tím, že je kulatá. Většina planetek ve Sluneční soustavě má tvar kusu hrbolaté skály. Ceres je natolik velká a hmotná, že její gravitace dokázala překonat soudržnost hornin, ze kterých se skládá. A kdykoli k něčemu podobnému dojde, začne vznikat těleso ve tvaru koule. Právě pro jejich tvar byla vytvořena nová kategorie trpasličí planety. Dle definice je trpasličí planeta těleso, obíhající kolem Slunce, tak hmotné, že se pomocí vlastní gravitace dokázalo zformovat do kulového tvaru. O složení trpasličí planety Ceres se ví v současnosti jen málo. Ví se, že je složena z kamene, ale může tam být i led a pod ním něco jako jíl. Ceres není největší trpasličí planeta – těmto tělesům kralují nyní Pluto a Eris s průměrem asi 2 300 km. Na okraji Sluneční soustavy budou možná objeveny ještě další tělesa, která budou zařazena mezi trpasličí planety. Díky nové definici planetek se největší planetkou stala Pallas.

V současnosti v pásu planetek pracuje sonda Dawn (Úsvit). Dawn se stala první sondou na oběžné dráze kolem trpasličí planety a první sondou, která během svého putování zakotvila na oběžných drahách dvou různých vesmírných těles. Mezi observatořemi, které se objevováním planetek zabývají, patří k nejúspěšnějším česká hvězdárna na Kleti.

 

3. Největší hvězdy

Nejčetnějšími objekty ve vesmíru jsou hvězdy. Když pohlédneme na noční oblohu, vidíme je jako mihotavé světelné body. Ve skutečnosti se jedná o svítící koule plazmatu. Třebaže se mohou ze Země zdát malé, vyskytují se hvězdy v celé škále velikostí: Od červených trpaslíků, kteří mívají 1/12 hmotnosti našeho Slunce až po modré obry, dosahující hmotnosti až 150 Sluncí.

V Mléčné dráze je 100 000 000 000 (sto miliard) hvězd – včetně našeho Slunce, jehož hmotnost je více než 300 000 krát větší než hmotnost planety Země. Tento kosmický maják je doslova elektrárnou naší Sluneční soustavy. Naše Slunce není zdaleka ani největší ani nejvýkonnější hvězdou. Nejsilněji zářící hvězdy svítí milionkrát více než Slunce.

Největší a nejzářivější hvězdy, které produkují tolik energie, se nazývají červení veleobři. Je to třída hvězd, které jsou ještě větší než superobří hvězdy. Typická hvězda vyrábí energii přeměnou vodíku na hélium. Veleobři ale už vyčerpali všechen vodík ve svém jádru a nyní proměňují na hélium vodík, nacházející se ve vrstvách nad jádrem hvězdy. Díky tomu uvolňují mimořádné množství energie a v důsledku toho se rozpínají. Nakonec skončí jako tak obrovské hvězdy, že by (v případě, že bychom je umístili místo našeho Slunce) jejich povrch sahal až za oběžnou dráhu Země.

Astronomové určují poloměr velkých hvězd na základě zkoumání jejich teploty. Měří teplotu povrchu podle jeho barvy. A pak také měří, kolik světla hvězda celkově vydává. Kombinací těchto údajů dokáží určit, jaký je celkový povrch hvězdy, z čehož se dá vypočítat její průměr. Umí změřit jejich svítivost a z barvy zjistit teplotu. Nejvzdálenější hvězdy ale pořád vypadají jen jako světelné body a je téměř nemožné u nich něco měřit. Pouze nástroje nazývané interferometry dokážou zkoumat i tak drobné zdroje světla, jakými jsou vzdálené hvězdy. V některých případech je možné i přímé měření rozměrů hvězd.

 

Zdá se, že největší průměr mezi červenými veleobry má hvězda VY Canis Majoris. Jak název naznačuje, nachází se v souhvězdí Velkého psa. Podle některých měření má průměr  2 000 krát větší než naše Slunce. I tomu nejrychlejšímu závodnímu automobilu na světě by trvalo 2 600 let, než by ji objel dokola.  Kdybychom hvězdu VY Canis Majoris umístili místo našeho Slunce, sahal by její povrch až za oběžnou dráhu Saturnu. Asi 9 krát dál, než je Země vzdálena od Slunce.

Hvězda VY Canis Majoris nebude ale šampionem navždy. Červený veleobr ztrácí hmotnost takovým tempem, jako kdyby každoročně přišel o 30 planet velikosti Země. Největší hvězdy ve vesmíru jsou umírající hvězdy. Když hvězda začne umírat, zažehne se v ní mnohem nestabilnější nukleární reakce a hvězda se v průběhu času zvětšuje. Hvězdy, které jsou tak hmotné jako VY Canis Majoris, nežijí dlouho. Úžasným tempem spotřebovávají své palivo. Potom zvětší objem, až se promění ve skutečného obra, a v takovém stavu přežijí jen několik set tisíc let. Nakonec vybuchnou jako supernova.

 

V početné rodině hvězd je mnoho uchazečů o titul „největší ve vesmíru“. Ale slovo „největší“ může mít dva různé významy. Buď máme na mysli hvězdu s největším průměrem, nebo máme na mysli hvězdu s nejvyšší hmotností. Hvězda VY Canis Majoris má ze všech známých hvězd největší poloměr. Pokud ale jde o hmotnost, jsou na nejvyšších příčkách jiné hvězdy. Příkladem extrémně hmotné hvězdy je hvězda Eta Carinae. Váží 100–150krát více než Slunce a délka jejího života je jen několik milionů let.

 

Nejhmotnější známá hvězda ve vesmíru je spektroskopická dvojhvězda R136a1.  Nachází se v souhvězdí Lodního kýlu, ve Velkém Magellanovu oblaku, což je jedna ze sousedních galaxií naší Galaxie. Průměr tohoto modrého veleobra je větší než Slunce "jen" asi 35krát, ovšem je 265krát hmotnější než Slunce.

Obě složky dvojhvězdy kolem sebe oběhnou jednou za 4 dny. Jedna z těchto hvězd má 115krát a druhá asi 480krát větší hmotnost než Slunce. R136a1 patří do otevřené hvězdokupy R136 tvořené relativně mladými, velkými a horkými hvězdami. Dvojhvězda byla objevena v roce 2001 pomocí Velkého teleskopu v Chile a Hubblova vesmírného teleskopu. Od Země je vzdálena 165 000 světelných let.

Vědci jsou si celkem jistí, že u tak hmotných a jasných hvězd nebudou existovat planety. Planetám trvá formování mnohem déle, než je délka života těchto hvězd. Ve vesmírném měřítku je život hvězd, jakou je R136a1, téměř bleskový - astronomové ho odhadují na pouhé 3 000 000 let.

Hvězdy těžší než 150násobek hmotnosti Slunce vznikají podle studií kolizemi a splynutím těžkých hvězd v těsném systému dvou hvězd, z nichž každá má méně než 150 hmotností Slunce. První hvězdy, které vznikly po Velkém třesku, však mohly mít podle výpočtů více než 300 hmotností Slunce.

Hmotné hvězdy velice jasně září. Někdy dokáží zastínit svým jasem miliony jiných hvězd ve své blízkosti. Jenže za to "platí". Spotřebují palivo rychleji než ostatní hvězdy. Když pak zanikají, je to velkolepá podívaná. Vybuchnou a jejich hmota se rozlétne napříč celou galaxií. Jasnější hvězdy dříve zaniknou, ale předtím v nich vzniknou prvky nezbytné pro život. Nebýt velmi hmotných hvězd, nemohli bychom zde být ani my, lidé. Potřebujeme prvky z hodně hmotných hvězd. Součástí krve je železo, součástí kostí vápník apod. Současně ale potřebujeme k životu planetu s pevným povrchem, po kterém se dá pohybovat. Všechny tyto chemické prvky vznikají výhradně v nejhmotnějších hvězdách.

 

4. Superhmotné černé díry

Když hledáme největší objekty ve vesmíru, nelze pominout i některé černé díry. Černá díra je část prostoru, kde je tak nesmírně silná gravitace, že odtamtud nic nedokáže uniknout – dokonce ani světlo ne. Existují miliardy a miliardy těchto objektů. Většina z nich jsou černé díry „hvězdné“ hmotnosti - jejich hmotnost se rovná přibližně 5 až 100 násobku hmotnosti Slunce. Kromě toho však existují superhmotné černé díry, jejichž hmotnost je v porovnání se Sluncem milionkrát až miliardkrát větší. Nacházíme je ve středu všech galaxií. Pokud se nějaká hvězda pohybuje po dráze v blízkosti některé z těchto superhmotných černých děr, znamená to pro ni pohromu. Černé díry nejsou příliš rozměrné. Pokud však vezmeme v úvahu jejich hmotnost, stanou se hlavními adepty na nejhmotnější objekty ve vesmíru. Ve středu Mléčné dráhy je černá díra o hmotnosti přibližně 3 000 000 našich Sluncí, takže je vlastně relativně malá. Má ale neuvěřitelně velkou gravitační sílu. Černé díry lze pozorovat pouze nepřímo, prostřednictvím gravitačních efektů, které způsobují v okolním vesmíru – například na hvězdách, které je míjejí.

 

Koncem roku 2012 objevili astronomové zatím nejmasivnější černou dírou ve známém vesmíru. Je od Země vzdálená 250 000 000 světelných let. Nachází se v souhvězdí Persea, v jádru čočkové galaxie NGC 1277. (Na snímku uprostřed, označena šipkou).

Jde o nepředstavitelně těžké těleso, tak hmotné, že tvoří celkem 14 % celkové hmotnosti galaxie NGC 1277. Astronomové odhadují, že její hmotnost se rovná 17 000 000 000 Sluncí. Celá galaxie je podivná. Skoro celou ji tvoří jedna černá díra. Nic podobného zatím ve vesmíru nebylo pozorováno. Tato černá díra je monstrózní svými rozměry. Je 11krát větší než celá naše Sluneční soustava! Tato velikost se natolik vymyká jakýmkoliv jiným černým dírám, které astronomové znají, že si vědci nejprve mysleli, že jde o omyl. Proto raději téměř jeden rok ověřovali výsledky výpočtů. Ukázalo se, že původní výpočet byl správný. Je pravděpodobné, že se jedná o úplně nový druh vesmírného objektu.

 

 

 


komentářů: 12         



Komentáře (12)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Web  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

Axina
15
Axina 07.06.2017, 22:50:14
[14] Bylo by nesmírně vzrušující už jenom zjistit, že někde ve vesmíru se rovněž vyskytuje život. Naše technika neumožňuje kontakt v reálném čase z naší aktivity. Ale není vyloučeno, že existují technicky vyspělejší mimozemské civilizace, pro které cestování vesmírem rychlostí blížící se rychlosti světla není problém.
Jako celoživotní vášnivá čtenářka jak sci-fi, tak seriózních článků a publikací z oblasti kosmologie vím, že případný kontakt s mimozemskou civilizací není bez rizika. Existuje názor, který nepostrádá logiku, že bychom projevy své existence měli spíš tajit.

14
Miloš (neregistrovaný) 07.06.2017, 21:22:51
[5] Hlubiny vesmíru jsou krásné svou tajemností, bohužel ale přímo nedostupné. I kdyby někde mimo Zemi se vyskytoval život, nemáme šanci se poznat.

[9] Ženy jsou pro nás vesmír Usmívající se.


13
stuprumx (neregistrovaný) Web 07.06.2017, 13:04:56
A víš, že ani nechtěl? Nějak to nerozlišuju. Lidi jsou sériové výrobky.

Nejsou plozeni, spíš vypučí ze segmentu, částečky. Jako klony. Ty lepší typy z žeber. Úžasný

Axina
12
Axina 07.06.2017, 09:55:39
[9] Chtěl jsi říct mladá, krásná, nahá... že, stuprume? Mrkající

Axina
11 Děkuji!
Axina * Web 07.06.2017, 07:56:34

Fredy, ty klameš tělem trošku
nejsi jen básník vtipů na míru
od stolu hostince Na Rožku
dohlédneš do hlubin vesmíru...

Usmívající se

stuprum
9
stuprum Web 07.06.2017, 05:11:16
Největší věc v kosmu je nahá ženská!

7
Fredy Kruger (neregistrovaný) 06.06.2017, 20:19:01
" Nevím, co řeknu dnes večer ženě !"
... Jossef Prdtt přemýšlí rozčileně...
" Až si mne vezme na mušku !"

.... muž popral se v hostinci ,, Na Růžku ,,
a dostal tam pořádně přes držku
a nakopáno též do řitě !!

" Dumám o singularitě !
To, že kdy došlo k VELÉMU TŘESKU,
já věřil, když byl jsem neproplesknut !
... Nemohu přemýšlet ve pohodě,
že kdysi jsem vmačkán byl ...v jediném bodě,
s týpky, jěž zbili mě na záchodě !!

... a navíc, - mi ukradli kalhoty !!

... fluktuace... prý... nicoty ??

Jděte mi všichni s tím do řitě !!"

Ptá doma se žena " " Proč zbili tě ??"
...a stále s tím dotírá na muže !!

Hovoří Jossef Prdtt : " Hawking lže !!"

Axina
6
Axina * Web 06.06.2017, 10:02:52
[3] K vytváření map. Připojuji odkaz na animaci jak observatoř Planck skenuje oblohu:
http://www.aldebaran.cz/animace/PlanckScan.mpg

Planck je mikrovlnná observatoř Evropské kosmické agentury. Od května 2009 je umístěna v oblíbeném Lagrangeově bodě L2 soustavy Země-Slunce. 1 500 000 km za Zemí směrem od Slunce. Skenuje oblohu v pásech širokých 15°.

Axina
5
Axina * Web 05.06.2017, 12:40:00
Miloši, upřímně řečeno, nedokáži ti uspokojivě odpovědět ani na jednu tvoji otázku. Vím jen, že lidstvo zkoumá vesmír analýzou elektromagnetického záření. Každý vlnový rozsah je další "okno do vesmíru". Vizuální pozorování jsou nejstarší. Časem byly vyvinuty přístroje pro příjem záření rádiového, mikrovlnného, infračerveného, ultrafialového, rentgenového i gama.
Kvalita informace závisí na možnostech technických zařízení, především na jejich rozlišovacích schopnostech. Proto pozemský radioteleskop v Arecibu. Další přístroje už byly vynášeny na nízké oběžné dráhy kolem Země: Hubbleův vesmírný teleskop, rentgenový dalekohled Chandra, Spitzerův vesmírný teleskop. Vesmírný teleskop Jamese Webba má být umístěn do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce.

Příklad: Svůj 31. katalogizovaný vesmírný objekt považoval francouzský astronom Ch.Messier za mlhovinu. Taky ho nazval Velká mlhovina v Andromedě. W.Huggins v polovině 19. století analýzou spektra usoudil, že M31 má hvězdnou povahu. V roce 1923 E.Hubble dokázal určil vzdálenost objektu (pomocí cefeid) a dokázal, že se jedná o galaxii. Pozorováním pomocí Spitzerova vesmírného dalekohledu bylo zjištěno, že v galaxii M31 se nachází řádově bilion hvězd.

3
Miloš (neregistrovaný) 04.06.2017, 20:31:57
Obdivuju, co všechno se dá zjistit ze záření putujícího vesmírem tisíce světelných let.
Jak vlastně se odliší, že je to z této planety a ne nějaké jiné.
Je mně záhadou, jak vůbec astronomové dokáží takovou vesmírnou mapu sestavit.

Axina
2
Axina * Web 04.06.2017, 20:27:13
[1] Co je větší, to je lepší Mrkající

1
Čerf (neregistrovaný) * Web 04.06.2017, 17:00:35
Pěkně shrnuto. Ale přesto bych se držel osvědčeného úsloví: Co je malé, to je hezké Usmívající se.

«     1     »