Axina

Patnáctá epizoda druhé série amerického dokumentárního televizního seriálu Tajemný vesmír se zabývá počasím ve vesmíru, především na zbývajících planetách naší Sluneční soustavy, ale i na "horkých Jupiterech" a "hnědých trpaslících".

Axina 

Počasí je neodmyslitelně spojeno s atmosférou naší planety. Mnozí lidé si myslí, že u nás, na třetí planetě od Slunce, máme často počasí až nesnesitelné a někdy i velmi nebezpečné. Ale počasí na Zemi není nic ve srovnání s počasím na jiných planetách. Déšť, vítr a bouřky tam získávají zcela nové dimenze. Mechanismy těchto klimatických událostí jsou do určité míry podobné těm na Zemi. Jejich projevy jsou ale často hrozivé.

Počasí je stav atmosféry. V celém vesmíru se na planetách i na Zemi odehrávají principiálně známé povětrnostní situace, mnohdy však fantastickými způsoby. A proč vůbec studovat počasí na jiných planetách? Pokud budeme studovat pouze Zemi, abychom jí porozuměli, budeme ignorovat spoustu širších souvislostí, ve kterých je sledovaný úkaz zákonitě zakotven. Studiem podobných procesů v neznámých uspořádáních si testujeme hodnotu svých znalostí. Pro možnost života na jiných planetách je porozumění povětrnostním vlivům velice důležité.

1. Atmosférické víry na Venuši

V rozporu s romantickými představami většiny lidí panují na Venuši opravdu hrůzné podmínky. Vládne zde dusné teplo se skleníkovým efektem, jenž se vymkl kontrole. Výsledkem neúprosného horka jsou zde nikdy neustávající deště. Kromě toho na Venuši existuje jeden z nejzajímavějších vírových jevů, jaký byl kdy pozorován.

Na jižním pólu Venuše permanentně existuje velké obrácené dvojité tornádo. Od té doby, co kosmická sonda Venus Express poslala na Zemi velkolepé obrázky Venuše, mají vědci problém porozumět dvojitým vírům, které se pohybují nahoru a dolů v jižní polární oblasti této planety. Je to takové tornádo vzhůru nohama, protože plyny jsou nasávány v horní části spirály a směřují dolů k povrchu. U typického tornáda na Zemi vzduch po spirále naopak stoupá. Zvláštní věcí je i to, že je to dvojitý vír. Vědci se domnívají, že víry jsou výsledkem přesunu tepla v atmosféře. Teplo, které vystoupilo na rovníku, pak na pólu klesá k nejchladnější oblasti planety. Jev se podobá odtoku domácí vany, kdy se odtékající voda roztáčí a vytváří vír.

2. Déšť kyseliny sírové na Venuši

Na Venuši není nikdy problém se získáním dostatku slunečního tepla. V atmosféře je tolik oxidu uhličitého, že skleníkový efekt na planetě přesáhl jakoukoli rozumnou míru. Všechno to teplo vytváří hutné mraky plné kyseliny sírové. Uvnitř těchto mračen je velmi divoké prostředí. Atmosférou se ženou silná proudění a bouře. Bouře se na Venuši odehrávají ve výši asi 50 kilometrů nad povrchem. Z těžkých mraků neustále padá kyselý déšť, podobný kyselině do autobaterií. Kyselina sírová je tak silná, že by člověku nechráněnému skafandrem rozežrala pokožku a způsobila hrůzná zranění. Posléze by vše, co by z těla zbylo, spálila na prach.

3. Písečné bouře na Marsu

Na Marsu je prašná, pochmurná krajina pokrytá narudlým pískem. Na povrchu zřejmě není žádná tekutá voda. V atmosféře jsou neprůhledná prachová oblaka; stovky kilometrů široká a několik kilometrů vysoká. Když nad tímto vyprahlým terénem začne vycházet Slunce, začnou problémy. Vznikají písečné bouře s prašnými víry. Každý marsovský rok se na planetě objevují tisíce lokálních bouří. Prašné víry mohou být stovky metrů široké a kilometr nebo i více vysoké. Otáčejí se rychlostí přes 100 km/hod a cestují po povrchu planety. Jsou dost podobné pozemským tornádům. Rotují, a v jejich centru je nízký tlak.

Pozemské tornádo je však mnohem silnější s rychlostmi větru o řád vyššími. Pokud by byl na Marsu budoucí osadník uchvácen prašným vírem, pravděbodobně by to pro něj nebylo smrtelné. Atmosféra na Marsu je velmi řídká a tlak relativně malý.

4. Velká rudá skvrna na Jupiteru

Jupiter je obr Sluneční soustavy. Dá se očekávat, že i jeho počasí bude ukázkou neuvěřitelně velkých přírodních sil. Jupiter vědce, kteří začali studovat jeho divoké počasí, doslova fascinoval. Robert Hooke, anglický matematik, astronom a vynálezce, zpozoroval v roce 1664 jednoduchým dalekohledem na Jupiteru něco zvláštního. Takový puchýřek, který nyní nazýváme Velkou rudou skvrnou. Z jejího pozorování usoudil, že se otáčí.

Velká rudá skvrna je na Jupiteru stále, již nejméně několik století! Vědci zjistili, že jde o planetární bouři, která je několikrát větší než Země. Odborně vzato není to hurikán, ale chová se tak. Má zdroj tepla a větry v ní foukají rychlostí až 600 km/hod. Pozemské hurikány mají ve svém středu oblast nízkého tlaku. Velká rudá skvrna má uprostřed oblast vysokého tlaku. Zdá se, že Velká rudá skvrna neztrácí na síle. Je napájena vnitřním teplem planety. Pokud se jí dostane do cesty malý vír, je pohlcen. Přesněji - Velká rudá skvrna pohltí cokoli, co je jí v cestě. Vědci se domnívají, že nedostatek tření na povrchu Jupiteru může umožnit této bouři, aby zuřila nepřetržitě po mnohá další staletí.

5. Trysková proudění na Jupiteru

Je známo, že veškeré počasí je spojeno s teplem. Teplo je katalyzátor, který stojí za vznikem větrů. Nejdivočejší větry, které známe, panují na Jupiteru. Zde na Zemi máme jen dvě hlavní trysková proudění. Na každé polokouli jedno. Vrstva atmosféry je na Zemi silná asi 160 kilometrů. Jupiter má okolo 30 tryskových proudění. Jsou spojena s oblačnými pásy a jsou úchvatná. Uhánějí kolem planety v opačných směrech. Tím, že mají odlišné barvy, jsou na zobrazeních Jupitera viditelná. Protrhávají jeho atmosféru, jejíž mocnost dosahuje úžasných 1 600 kilometrů.

Otázkou je, proč na Jupiteru vanou vůbec nějaké větry, když ve srovnání se Zemí dostává sotva čtvrtinu slunečního záření. Jedna teorie předpokládá, že tyto větry jsou důsledkem teploty samotné planety, která teprve nyní pomalu chladne. Jak se teplo neustále uvolňuje, pomalu stoupá do atmosféry Jupiteru a koliduje s jejími horními studenými vrstvami. Stejně jako se na Zemi stále vyrovnává teplé a studené proudění vzduchu v oblastech s vysokým a nízkým tlakem, i na Jupiteru dochází k nastolování tepelné rovnováhy. Tato energie pohání různé větry a bouřky ve vyšších vrstvách atmosféry. Trysková proudění na Jupiteru se pohybují rychlostí několika set kilometrů za hodinu, ale zato jsou, na rozdíl od Země, docela stálá. Na Zemi je výjimečné, když povrchové větry dosáhnou rychlosti přes 300 km/hod. Trysková proudění na Jupiteru dosahují rychlosti více než 500 km/hod.

6. Velká bílá skvrna na Saturnu

Saturn je známý svými velkolepými prstenci. Ale má také poněkud záhadnou atmosféru. Od konce 18. století jsou v ní pozorovány velké bílé skvrny, které se vytvářejí zhruba každých 30 let. Jedná se o gigantickou bouři, která vzniká na rovníku, kam dopadá nejvíce tepla ze Slunce. Teplo se během času nahromadí a nakonec způsobí na planetě globální bouři, protože Saturn nemá pevný povrch a nedochází na něm tedy ke tření, které by bouři zpomalilo. O několik měsíců později bouře vyčerpá svou energii a na dalších 30 let utichne. V minulém století byly bílé skvrny na Saturnu pozorovány v letech 1930, 1960 a 1990. Z novějších pozorování vyplývá, že se bílé skvrny objevují na Saturnu přibližně každých 27 až 30 let, což koresponduje s oběžnou dráhou Saturnu kolem Slunce, která je přibližně 29,5 roku.

7. Metanový déšť na Titanu

Povětrnostní podmínky ve vesmíru mají zcela jiný charakter, než na Zemi. Dokonce i déšť je tam jiný. Cizí planety mají atmosféry tvořené z různých chemických sloučenin. Déšť, který tam padá, by byl často pro lidi smrtící. Jedovaté deště jsou jedny z nejhorších živlů, jaké můžeme ve vesmíru najít.

Daleko za prstenci Saturnu obíhá planetu měsíc Titan, druhý největší měsíc naší Sluneční soustavy (největším měsícem Sluneční soustavy je Jupiterův měsíc Ganymed). V roce 2005 se sonda Cassini-Huygens probojovala jeho atmosférou a přistála na jeho povrchu. Našla tam krajinu děsivě podobnou té na Zemi. Titan je jediné těleso ve Sluneční soustavě, které má moře jako Země. Vědci byli nadšeni, že objevili hory, řeky, a dokonce jezera stejně velká, jako ta na Zemi. Ale "tekutina“, která stéká řekami do jezer na Titanu, není voda. Je to tekutý, neobyčejně studený metan. To znamená, že když na tomto měsíci vznikne kondenzace, tak prší metan. Déšť na Titanu však není každodenní realitou. Vědci byli jen několikrát svědky tvoření mraků na Titanu. Důkazy jsou však všude - hluboké rýhy vymleté ohromnými dešti. I na Titanu občas dojde k přívalovému dešti, který silně eroduje povrch měsíce.

Vědci se domnívají, že to hodně dlouho trvá, než se bouře na Titanu vytvoří. Jen jednou za čas, když vznikne dostatek mraků, začne silně pršet. Takže, když bychom tam zažili bouřku, jak by asi vypadala? Byla by neuvěřitelně silná, mraky by pokryly celou oblohu od jednoho konce do druhého. Posléze bychom uviděli velmi jemně padající kapky. Padaly by mnohem pomaleji než déšť, který známe na Zemi. Vlastně všechno by bylo dost zpomalené. Větry by byly pomalejší a kapky by jemně dopadaly. Nebyla by to však voda, byl by to kapalný zemní plyn. Představme si toxické mrholení s konzistencí hustého oleje a to všechno při teplotě mínus 300 stupňů! To je Titan.

8. Neptun – největrnější planeta

Na první pohled je Neptun posledním místem, kde by vědci očekávali, že najdou bouřlivé počasí, natož kruté větry. Na této planetě příliš tepla není. Neptun je mrazivě studený. Ve srovnání se Zemí dostává jen 1/10 procenta slunečního svitu. Až do roku 1989 byl Neptun považován za poměrně nudný. Vzhledem k tomu, že leží daleko od Slunce a jeden jeho oběh trvá 165 let, vědci nevěřili, že by na něm mohlo být něco zajímavého k objevování. Ale návštěva Voyageru 2 to všechno změnila. Když sonda prolétla kolem planety, vědci byli šokováni objevem řídkých mraků. Nejvíc překvapivé bylo to, že mraky putovaly kolem Neptunu zběsilou rychlostí.

Neptun je největrnější planeta ve Sluneční soustavě. Vědci odhadují, že větry v bouřích na Neptunu dosahují rychlosti až 2 500 km/hod. Velkou záhadou je fakt, že rychlosti větru na Neptunu jsou mnohem větší než ty na Jupiteru, ačkoli Neptun získává oproti Jupiteru jen asi 4 % slunečního svitu. Takovýto nedostatek slunečního světla a tepla je v rozporu s tím, jak se větry vytvářejí zde na Zemi, kde čím je silnější sluneční svit, tím silnější jsou větry. Vědci se domnívají, že Neptun stále ještě vydává své vnitřní teplo. Vychází z něj 2x více tepla, než kolik jej dostává od Slunce. Nicméně ani to nestačí k vysvětlení obrovských větrů. Vědci přišli s další hypotézou: Tyto větry mohou proudit tak rychle proto, že na povrchu Neptunu nevzniká žádné tření, za které můžeme být na Zemi vděční. Tření vzniká, když větry narážejí na překážky, jako jsou stromy nebo budovy a terén, zvláště hory. Podobně jako na ostatních plynných obrech, ani na Neptunu není žádný pevný povrch. Je-li na povrchu planety extrémně slabé tření, pak se v atmosféře planety mohou časem vytvořit velmi rychlé větry i navzdory velmi slabému dopadajícímu slunečnímu svitu.

Větry na Neptunu jsou nejrychlejší v naší Sluneční soustavě. Ale vesmír je ohromný a my nevíme, jaké je počasí na tělesech daleko v jeho hlubinách.

9. Velká tmavá skvrna na Neptunu

Teplo, proudění, kondenzace, to všechno jsou různé prvky počasí. Na různých planetách způsobují neustávající deště, větry o nadzvukové rychlosti a děsivé horko. Ale když spojí své síly, vytvoří neuvěřitelné bouřky. Bouřka potřebuje teplotní rozdíl. Na Zemi je každá bouřka výsledkem nerovnoměrného ohřevu atmosféry Sluncem. Nejjednodušší příklad je, že oceán je chladnější než pevnina. Hurikány, smrště a tornáda jsou divokými projevy počasí nejen na Zemi, ale i ve vesmíru. Na rozdíl od Země, kde bouře trvají hodiny, nejvýše několik dní, některé bouře ve vesmíru mohou trvat staletí! Proti těmto hurikánům jsou ty naše na Zemi jako letní vánek.

Na Neptunu vanou nejrychlejší větry ve Sluneční soustavě. Na jeho povrchu také pozorujeme velkou, tmavou skvrnu. Je to bouře připomínající hurikán, která se objevuje a mizí bez varování. Koluje kolem planety ve směru hodinových ručiček. Byla objevena sondou Voyager 2. Je velká s černými a modrými skvrnami. Objevuje se jako zuřivá bouře rozsahu velikosti Země. Vědci nevědí, co jí způsobuje, ani proč se jeví jako tmavá skvrna. Existuje i hypotéza, že se jedná o obrovskou bublinu vystupující z hlubších částí planety. Vyjma Velké temné skvrny byla v atmosféře pozorována i tzv. Malá temná skvrna a dlouhé světlé mraky v horní části atmosféry planety, které se pohybovaly kolem planety každých 16 hodin.

10. Horké Jupitery

Pokud bychom se chtěli setkat s nejsilnějšími větry ve vesmíru, pak by naším cílem měly být horké Jupitery. Ty jsou třídou extrasolárních planet. Počasí je na nich ještě mnohem horší než na Neptunu. Planety jsou mnohem teplejší a větry na nich vanou mnohem rychleji. Horké Jupitery obíhají těsně kolem svých hvězd, mnohem blíže než Merkur kolem našeho Slunce. A veškeré to intenzivní teplo vytváří hodně divoké počasí. Horké Jupitery získávají asi 20 000krát více světla ze svých hvězd než Jupiter ze Slunce. Teploty na těchto planetách se pohybují mezi 800 a 1 100 stupni Celsia. Některé horké Jupitery mají vázanou rotaci: Vždy ukazují mateřské hvězdě stejnou tvář, takže jedna strana planety je po celou dobu zaplavená světlem z hvězdy. Očekávali bychom, že bude velmi horká. Zároveň na noční stranu planety nikdy nedopadne žádné světlo, takže tato noční strana by měla být docela studená.

Pro to, aby určili teplotu na horkých Jupiterech, měřili vědci rozdíl v záření planety procházející během svého oběhu před a za mateřskou hvězdou. Planeta jasně září v infračervených vlnových délkách. Pokud chceme zjistit teplotu planety, musíme sledovat tyto infračervené vlnové délky. Ale teploty na denní a noční straně planety byly prakticky stejné. To je ohromující, uvážíme-li, že tam panují takové extrémy v množství tepla přijímaného od mateřské hvězdy. Něco musí přenášet teplo z denní na noční stranu. Ale co? Jsou to právě větry, které vanou obrovskou rychlostí -  asi 10 000 km/hod. Jsou mnohem rychlejší, než všechny větry, které vanou kdekoli ve Sluneční soustavě. Horký plyn, který je na denní straně planety, dělá jediné: Řítí se prostě na noční stranu. Jedině tak se mohou vyrovnávat teplotní podmínky na obou stranách planety.

11. Kovový déšť na hnědých trpaslících

V hlubinách vesmíru, např. v otevřené hvězdokupě Plejády, se nacházejí objekty zvané hnědí trpaslíci. Jsou to "neúspěšné hvězdy", koule plynů, které se hvězdami nikdy nestaly. Hnědí trpaslíci jsou vesmírná tělesa, která vznikla z protohvězd, ale nemají dostatečnou hmotnost na to, aby v nich mohly probíhat veškeré termonukleární reakce (kromě slučování deuteria na helium). Z tohoto hlediska se považují za přechod mezi planetou a hvězdou. 

Přestože jsou hmotnější než naše největší planeta Jupiter, září tak slabě, že i pomocí dalekohledů jsou stěží odhalitelní. Teploty na hnědých trpaslících jsou přesto dost vysoké, přes 1 600 stupňů Celsia. A na rozdíl od hvězd, které jsou příliš horké na to, aby měly počasí, hnědí trpaslíci zchladli natolik, že na jejich povrchu dochází k proudění a kondenzaci. Při těchto teplotách nabírá déšť zcela novou děsivou formu.

Hluboko v atmosféře hnědého trpaslíka je tak horko, že se tam vyskytují i páry železa. Jak železné páry stoupají, ochlazují se a kondenzují. Začnou vytvářet mraky, které jsou dost horké – 1 500 stupňů Celsia. Protože hnědý trpaslík má velikost Jupiteru, ale hmotnost 30ti až 50ti Jupiterů, panuje zde silná gravitace, která může dosáhnout až 300násobku té zemské. Všechno tam padá daleko rychleji, a tak ta malá kovová zrna padají z mraků rychlostí asi 150 km/hod.

12. Herbig-Harovy objekty

Herbig-Harův objekt zmiňujeme jen pro zajímavost. Tento objekt by byl rozhodně číslo jedna na seznamu nejdivočejších tornád vesmíru, pokud by nebylo jednoho důležitého faktu: Není to vlastně tornádo, i když ho tvarem velmi připomíná. Herbig-Harův objekt je zářící mrak plynu, vytvořený při kolizi vysokorychlostního výtrysku plynu s nepohybujícím se mezihvězdným plynem. Plyn s vysokou rychlostí ohřívá chladný plyn, což způsobuje jeho záření. Objekt má spirálovitý tvar, takže to vypadá, jako že se podélně točí. Ale on ve skutečnosti vůbec nerotuje. Na rozdíl od pozemského tornáda, kde kuželovitý tvar vytváří větrná smršť, toto tornádo je vytvořeno magnetickými silami z oblaku kosmického prachu a plynných částic. Na obrázku je uveden Herbig-Harův objekt nesoucí označení HH 46/47. Nachází se na jižní hvězdné obloze v souhvězdí Plachet.

19.08.2017, 20:35:03   Publikoval Axinakomentářů: 13