černá díra Slunce c R. Hurt (SSC), JPL/Caltech, NASA.

Transkript

1 GALAKTICKÁ TEZKA Galaktická stezka zobrazuje jedenáct nejznámějších nebeských objektů v naší Galaxii(Mléčné dráze), a navíc jednu sousední galaxii elké Magellanovo mračno. Zvolenému měřítku 1 ku 17 biliardám odpovídají i zastávek i y objektů znázorněné na informačních tabulích. Celková délka naučné stezky je,5 kilometru. Pro orientaci může sloužit přiložená mapa a tabulka(ty jsou i na informačním letáku o Galaktické stezce a v časopise Povětroň peciál 1/27): 1 Proxima Kentaura a írius začátek před hvězdárnou, na křižovatce s ulicí Zámeček 2 Hvězdokupa Plejády 23 m v ulici Husova 3 Červený obr Antares 32 m 4 elká mlhovina v Orionu 84 m naproti u 5 Prstencová mlhovina m Mlhovina Trifid 27 m za em 7 Krabí mlhovina 33 m vyhlídka za Rozárkou 8 Hvězdokupy χahpersei 3m Kulová hvězdokupa M m vyhlídka od křížovatky ulic Hlavní a Husovy 1 KulováhvězdokupaM13 1,3km vprašingerověulici,ufary Centrální Ëčerná díra 1,4 km u kostela na Novém Hradci Králové() elké Magellanovo mračno,5 km v Bělečku; po zelené, Písečnici, modré a Hradečnici tezka vede od hvězdárny ke kostelu na Novém Hradci Králové, podél silnice, jež je známá panoramatickými výhledy do krajiny. Procházejíc od sedmé zastávky k deváté, spatříte město Hradec Králové ÅÀÓ Ø Ð ÚºÂ Ò ÚÓ ÓÑ ÅÀ jako na dlani, v dáli bojiště na Chlumu, Ú Þ Zvičinu, ÖÒ Ó Ø Ð Krkonoše se něžkou, Orlické hory s elkou Deštnou, Český ráj s Táborem, Jestřebí hory se Žaltmanem, Broumovské stěny a Ostaš atd. Od kostela pokračuje hlubokými lesy až k malebnému Bělečku(mimo mapu). ÊÓÙ ÒØÐ ÅÀ ÅÀ ÅÀ ÅÀ Î ½ ½¼½½ Ò ½¾ ¼ ¼¼Ñ ½¼¼¼Ñ

2 Právě objekty znázorněné na stezce často pozorujeme večer na hvězdárně. Když se díváte do 2 cm dalekohledu, mlhoviny a vzdálené hvězdokupy vypadají jako krásné malé slabé bělavé obláčky. Teprve na fotografiích z velkých dalekohledů vyniknou struktury a barvy (viz obrázky na tabulích). luneční soustavu od luníčka po Neptun tu máme zmenšenou na mikroskopických,5 mm. Jednomu světelnému roku (tj. i, kterou světlo, letíc rychlostí 3 km/s, urazí za 1 rok) odpovídá na stezce 5 cm. Proxima Kentaura, nejbližší cizí hvězda, vychází 23 cm daleko a írius, po luníčku druhá nejjasnější hvězda na obloze, 48 cm daleko. Jen v naší Galaxii je přes 2 miliard hvězd. (Mimochodem, v hromadě jemnozrnného písku o objemu 1 m3 je přibližně stejný počet zrníček.) Hvězdy jsou uspořádané do plochého disku se středovou výdutí, příčkou a několika spirálními rameny. Oběžná doba luníčka je asi 25 miliónů let. Galaktická stezka nás obrazně provede od luníčka do středu Galaxie, až k centrální superhmotné černé díře. černá díra lunce 8 c R. Hurt (C), JPL/Caltech, NAA. Malířova představa Mléčné dráhy viděné zhoraÿ; struktury odpovídají pozorováním pitzerovým kosmickým dalekohledem. Hvězdných ostrovů, podobných jako ten náš, je ve vesmíru velmi mnoho, řádově 113. O několika sousedních galaxiích se zmiňujeme na zastávce č. ; tu nejjasnější, elké Magellanovo mračno, můžeme navštívit na vzdálenější zastávce č..

3 1 GALAKTICKÁTEZKA ProximaKentauraaírius Porovnání velikostí a barev lunce, Proximy Kentaura, íria A a íria B. Proxima není pozorovatelná pouhým okem, navzdory své blízkosti. Je totiž červeným trpaslíkem málo hmotnou hvězdou s povrchovou teplotou 3 5 K[kelvinů] a svítivostí desettisíckrát menší než luníčko. Probíhají na ní rozsáhlé magnetickéerupce.%všechhvězdvevesmírujsou takoví červení trpaslíci. Proxima není osamocená, ale obíhá okolo jasné dvojhvězdy Toliman; dělí je naobloze2.bohuželzevropynejsouviditelné, byvše schované za Zeměkoulí. írius je naopak hmotnější a svítivější než luníčko. Jeho povrchová teplota dosahuje 1 K, takže se jeví namodralý. Má pozoruhodného průvodce: bílého trpaslíka(8,8 mag[magnitudy]), kterýjejobíhájednouza5roků,poelipsesvelkou poloosou 2 AU[astronomických jednotek]. Byl objeven nepřímo z měření sinusového pohybu íria na obloze Friedrichem Besselem v roce 1844;teprvevroce182jejpřímopotvrdilAlvan Clark. Jeho hmotnost je srovnatelná se luníčkem a průměr se Zemí; tvoří jej degenerovanýplynmajícíobrovskouhustotu(1cm 3 jeho látkybyvážilasi1kg). Kentaur a elký pes Proxima nikdy, írius v zimě 4,22 a 8,58 světelných roků,15 a 1,8 průměru lunce α Centauri C, 45 Cen; Psí hvězda, α CMa, HD 4815 α=14h3, δ= 2 41 α= h45, δ= 1 43 hvězdná Ë velikost,5 mag a 1,47 mag úhlovávelikost,1 a,5 ÅÀÓ Ø Ð ÚºÂ Ò ÚÓ ÓÑ ÅÀ 5 Ú Þ ÖÒ Ó Ø Ð Robert Innes, Jižní Afrika ÊÓÙ ÒØÐ ÅÀ ÅÀ ÅÀ ÅÀ Î ½ ½¼½½ Ò ½¾ ¼ ¼¼Ñ ½¼¼¼Ñ Měřítko stezky je 1: 17 biliardám. Následujícíobjektje44sv.r.daleko,tj.23mnastezce.

4 2 GALAKTICKA TEZKA Hvězdokupa Plejády 5 c R. Gendler. Plejády a prachová mlhovina v popředí. Plejády neboli Kuřátka jsou po Hyádách druhou nejjasnější otevřenou hvězdokupou na obloze. Jsou známé od pradávna, zmiňuje je už v 7. století př. n. l. Homér ve své Íliadě. Obsahují na 5 hvězd, z toho deset můžeme rozlišit pouhým okem. Jejich jména jsou ( zlevaÿ): Pleione, Atlas, Alcyone, Merope, Asterope, Maia, Taygeta, Electra a Celaeno. Otevřené hvězdokupy jsou skupinami mladých hvězd, Lze to poznat z barev hvězd a modelů hvězdného vývoje, které nám říkají, že hmotné hvězdy svítí jasně, namodrale a žijí krátkou dobu. Plejády takové hvězdy obsahují a jejich stáří je pouhých 1 miliónů roků. Prachová mlhovina je v popředí a zdá se, že s hvězdokupou přímo nesouvisí, pouze ji hvězdy Plejád osvětlují. Naše lunce bylo kdysi též členem nějaké hvězdokupy, ale ta už se dávno rozpadla a její hvězdy se rozptýlily mezi ostatní hvězdy v Galaxii. 5 1 kostel 5 cm Býk v zimě večer a na podzim ráno 44 světelných roků světelných roků Kuřátka, M 45, Melotte 22 α = 3 h 47, δ = , magnitudy 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 14 sv. r. daleko, tj. m na stezce.

5 3 GALAKTICKA TEZKA Červený obr Antares 1 Antares (vlevo nahoře), kulová hvězdokupa M 4 a mlhoviny v okolí Ophiuchi. c J. Ballauer, A. Block, NOAO/AURA/NF. Antares, patří mezi největší hvězdy ve vesmíru červené obry. ice má nízkou povrchovou teplotu 3 5 K, ale při obrovské ploše vyzařuje 1 tisíc krát více energie než luníčko. Antares není kulatý, ale šišatýÿ, to kvůli silným konvektivním proudům v řídké obálce. Načervenalou barvou se podobá Marsu, ale vzhledem k tomu, že u nás vychází jen nízko nad obzor, neklid vzduchu často způsobuje, že zdánlivě mění barvu a bliká. Kotouček hvězdy lze rozpoznat jen největšími dalekohledy s adaptivní optikou. Antares má slabšího průvodce (,8 mag), který se na obloze promítá 3,4 od něj. Za asi 5 miliard roků, až spotřebuje zásoby vodíku v jádře, se luníčko změní na červeného obra, což bude zřejmě znamenat zánik Merkuru, enuše a možná i Země. Termonuklární reakce budou pokračovat přeměnou hélia na uhlík kostel,5 mm Štír v létě 4 světelných roků průměrů lunce α corpii, 21 co, HD α = 1 h 2, δ = 2 2 1, magnitudy,3 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je sv. r. daleko, tj. 52 m na stezce.

6 4 GALAKTICKA TEZKA elká mlhovina v Orionu 1 elká mlhovina v Orionu snímaná kamerou AC Hubblova kosmického dalekoc NAA, EA, M. Robberto. hledu a 2,2 m dalekohledem EO na La illa. katalogu Charlese Messiera má tato mlhovina pořadové číslo 42. Dnes víme, že jde o oblast, kde se právě tvoří nové hvězdy z oblaku chladného tmavého mezihvězdného plynu a prachu. Na mlhovinu se musíme dívat jako na dutinu v oblaku, ve které vznikly mladé hvězdy. Nejjasnější z hvězd excitují ultrafialovým zářením atomy plynu na stěnáchÿ, jenž při návratech na nižší energetické hladiny vysílají viditelné světlo. Pozoruhodným objektem je Trapez čtyřhvězda, jejíž složky mají srovnatelné vzájemné i. Taková konfigurace je totiž gravitačně nestabilní a hvězdy se v budoucnosti rozptýlí. Největšími dalekohledy lze pozorovat protoplanetární disky. ( našem měřítku mívají průměry řádově,1 mm.) Nejspíš v nich právě vznikají hvězdy s planetárními soustavami. Před 4,5 miliardami let to zřejmě na místě naší sluneční soustavy vypadalo podobně. 2,2 m kostel Orion v zimě večer a na podzim ráno 1 světelných roků 4 světelných roků M 42, NGC 17 α = 5 h 35, δ = , magnitudy 85 Nicholas-Claude Fabri, Francie 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 7 sv. r. daleko, tj. 37 m na stezce.

7 5 GALAKTICKÁTEZKA Prstencovámlhovina 1 M57snímaná,5mreflektoremskamerouBIGT 1XME. c A.Block, NOAO/AURA/NF. MlhovinaM57mátvarprstence,vjehožstředu jeslabáhvězdička(14,7mag).rozpínáseo1 za století, čemuž odpovídá rychlost 2 až 3 km/s. Úhlovou velikostí na obloze připomíná planety, proto hovoříme o planetární mlhovině. Pozorování si vysvětlujeme tak, že před 1 roky zde byl pulzující červený obr, který se stal nestabilní a odvrhnul svou obálku. Dnes ji vidíme jakožto kulovou vrstvu zářícího plynu. Po původní hvězdě zůstalo obnažené uhlíkové jádro, které se jeví jako bílý trpaslík. Mlhovina je přechodný úkaz, který za několik dalších desítek tisíc roků nebude vidět, až se horký plyn rozptýlí, ochladí a rekombinuje. Podobnýosudčekáiluníčko,zaaž7miliard rokůznějzůstanejenbílýtrpaslík.zamnoho dalších miliard roků vychladne a stane se černým trpaslíkem. Lyra od jara do podzimu 2 3 světelných roků 1,5 světelných roků M 57, NGC 72 α=18h54, δ=+33 2 hvězdná Ë velikost 8,8 magnitudy úhlovávelikost 1,4 ÅÀÓ Ø Ð ÚºÂ Ò ÚÓ ÓÑ ÅÀ 177 Ú Þ ÖÒ Ó Ø Ð Antoine Darquier, Francie ÊÓÙ ÒØÐ ÅÀ ÅÀ ÅÀ ÅÀ Î ½ ½¼½½ Ò ¼ ¼¼Ñ ½¼¼¼Ñ ½¾ 8cm Měřítko stezky je 1: 17 biliardám. Následujícíobjektje2sv.r.daleko,tj.151mnastezce.

8 GALAKTICKA TEZKA Mlhovina Trifid 1 c T. Boroson, NOAO/AURA/NF. Trifid, m dalekohledem KPNO. Trifid je jedním z nejkrásnějších nebeských objektů vůbec. Jméno má od Johna Herschela, který jím vyjádřil, že mlhovina je tmavými pásy rozdělena na tři díly. Mlhovinu vidíme hlavně díky jasné horké hvězdě uprostřed. Načervenalá část mlhoviny je emisní (podobná jako M 42) a namodralá reflexní (podobná jako u Plejád). Rozložíme-li světlo mlhoviny na jednotlivé barvy, vidíme v prvním případě čárové spektrum, což odpovídá záření horkého řídkého plynu: třelec v létě 5 2 světelných roků 42 světelných roků M 2, NGC 514, Collinder 3 α = 18 h 3, δ = 23 2, magnitudy Charles Messier, Francie e druhém případě (dál od hvězdy, kde U záření hvězdy už nestačí vybudit atomy plynu) vidíme spojité spektrum s absorpčními čarami, stejné spektrum jako má hvězda, protože její světlo rozptylují zrníčka prachu: kostel 2,4 m 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 1 1 sv. r. daleko, tj. 57 m na stezce.

9 7 GALAKTICKA TEZKA Krabí mlhovina 1 c EO. Krabí mlhovina snímaná 8 m dalekohledem LT Kueyen. Mlhovina Messier 1 svojí strukturou připomíná Kraba, odtud její pojmenování, které jí dal Lord Rosse v roce 184. Mlhovina se rozpíná rychlostí asi 1 5 km/s a slabá hvězdička CM Tauri uprostřed (ta vpravo dole z těsné dvojice) vysílá rádiové, optické i rentgenové pulzy s periodou 2 milisekundy. roce 154 na tomto místě několik týdnů zářila jasná hvězda, kterou čínští astronomové pozorovali i ve dne. ysvětlujeme si to takto: v roce 154 zde vybuchla supernova typu II uvnitř hmotné hvězdy po syntéze železa ustaly termonukleární reakce, jádro se gravitací smrštilo, vznikla neutronová hvězda o průměru 1 km a přitom dvakrát hmotnější než lunce. Rychlé otáčení neutronové hvězdy jednou za 2 ms a silné magnetické pole 14 T [Tesla] generují zmiňované pulzy. Obálka původní hvězdy byla rozmetána díky rázovým vlnám a dala vzniknout Krabí mlhovině. Do mezihvězdného prostoru se tak dostaly těžší prvky, které hvězda během svého života vytvořila. Býk v zimě večer a na podzim ráno 3 světelných roků světelných roků M 1, NGC 152, N 154A α = 5 h 35, δ = ,4 magnitudy 1731 John Bevis, Anglie kostel 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 1 1 sv. r. daleko, tj. 57 m na stezce. cm

10 8 GALAKTICKA TEZKA Hvězdokupy χ a h Persei 5 Dvojitá hvězdokupa χ a h Perseii dalekohledem Burrell chmidt na Kitt Peak. c N. A. harp, NOAO/AURA/NF. Dvojice mlhavých obláčků viditelných pouhým okem kousek pod Kasijopeou je pravděpodobně známá od dávnověku; první písemnou zmínku máme od Hipparcha z roku 13 př. n. l. Pohled dalekohledem prozradí, že jde o hvězdokupy obsahující přibližně 3 a 35 hvězd. Jejich stáří je měřeno jen na několik miliónů let, jsou tedy ještě mladší než Plejády. Hvězdokupy letí směrem k nám rychlostí 2 km/s. Celkový počet otevřených hvězdokup v Galaxii se odhaduje na 1 ; soustřeďují se v galaktické rovině. Jejich rozložení je obdobné jako u velkých molekulárních oblaků. Tato rozlehlá oblaka jsou velmi chladná (jen 1 K), takže prakticky nesvítí viditelným světlem. Lze je však odhalit, protože občas zakrývají hvězdy v pozadí a protože molekuly vodíku září v rádiovém oboru na vlnové délce 21 cm kostel 3, m Perzeus po celý rok 7 4 světelných roků 5 světelných roků NGC 884 a NGC 8 α = 2 h 22, δ = ,4 mag a 4,3 mag 3 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 3 sv. r. daleko, tj. 157 m na stezce.

11 GALAKTICKA TEZKA Kulová hvězdokupa M 22 1 c AsM 22 na snímku dalekohledem Centurion 18 s kamerou BIG T-2. troworks. M 22 je jednou z nejbližších a nejjasnějších kulových hvězdokup. e hvězdokupě je řádově větší koncentrace hvězd než v okolí našeho luníčka. Kdybychom byli uprostřed, pozorovali bychom na obloze stovky hvězd jasných jako Měsíc v úplňku a vlastně bychom neznali noc. Kulové hvězdokupy obsahují hvězdy staré přes 13 miliard roků. Po elkém třesku, před (13,7 ±,2) miliardami let, pravděpodobně vznikly příliš těžké hvězdy, rychle zanikly jako supernovy a z jejich zbytků se posléze vytvořila druhá generace hvězd, kterou dnes vidíme v kulových hvězdokupách. Naše luníčko je až hvězdou třetí generace. Rozhlédněme se do dáli, mimo naši Mléčnou dráhu, kde se nacházejí sousední galaxie. 15 metrů velká trpasličí galaxie ochař by byla v obci Černožice. Na Černé hoře je další trpasličí galaxie Leo I. elká galaxie v Andromedě M 31 (nejvzdálenější objekt viditelný pouhým okem na obloze) vychází v tomto měřítku zhruba do Ostravy. třelec v létě 1 4 světelných roků 1 světelných roků M 22, NGC 5 α = 18 h 3, δ = ,1 magnitudy Abraham Ihle, Německo kostel 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Následující objekt je 14 7 sv. r. daleko, tj. 78 m na stezce. 5,4 m

12 1GALAKTICKÁTEZKA KulováhvězdokupaM13 5 Hvězdokupa M 13 na digitalizovaném snímku z Palomar ky urvey. c TcI. M 13 je velmi populární hvězdokupou; v roce 174kníbyldokoncevyslánrádiovývzkazmimozemským civilizacím, ale případnou odpověď můžemečekatažza5roků.hvězdokupaobsahuje asi půl miliónu hvězd. Pohybují se tak, že pomalu kmitají přes střed. Galaxii máme 15 kulových hvězdokup(plus 1 až 2 dosud neobjevených). Jsou rozptýlené v galaktickém halu, kulové složce Galaxie, a nesoustřeďují se v rovině disku. Podle rychlostí obíhání hvězd v galaxiích soudíme, že galaxie obsahují temnou hmotu, která vůbec nesvítí, ale působí gravitační přitažlivostí. Dokonce jí je 1 krát více než normální látky, jež tvoří všechny hvězdy, planety, mezihvězdný plyn a prach atd. Z celkovéhochemickéhosloženíbaryonickélátky( 3 / 4 vodíku, 1 / 4 hélia)akosmologickýchmodelůvesmíru navíc můžeme odvodit, že temná hmota jistě nejsou protony, neutrony nebo elektrony v jakékoliv podobě. Je to prostě velká záhada. Herkules na jaře a v létě 25 1 světelných roků 145 světelných roků M 13, NGC 25 α=1h42, δ=+3 28 hvězdná Ë velikost 5,8 magnitudy úhlovávelikost 2 ÅÀÓ Ø Ð ÚºÂ Ò ÚÓ ÓÑ ÅÀ 1714 Ú Þ ÖÒ Ó Ø Ð Edmond Halley, Anglie ÊÓÙ ÒØÐ ÅÀ ÅÀ ÅÀ ÅÀ Î ½ ½¼½½ Ò ¼ ¼¼Ñ ½¼¼¼Ñ ½¾ 8m Měřítko stezky je 1: 17 biliardám. Následujícíobjektjesv.r.daleko,tj.47mnastezce.

13 GALAKTICKÁTEZKA Centrálníčernádíra,1 Malířova představa akrečního disku okolo centrální černé díry. c NAA. e středu naší Galaxie se nachází supermasivní černá díra o hmotnosti 3,7 miliónu luncí. Černá díra je objekt, který svou přitažlivostí deformuje prostoročas natolik, že z určité oblasti nemůže uniknout nic, ani světlo. Objekt proto vůbec nesvítí. Černé díry byly předpovězené obecnou teorií relativity již na začátku 2. století. Definitivní potvrzení jejich existence však přišlo až v roce 22, kdy dalekohledy Keck a LT pozorovaly obíhání hvězd okolo našeho galaktického centra, z čehož bylo možné přesně vypočítat hmotnost centraahorníhranicijehou.jednazpozorovaných hvězd je v našem měřítku od centra 85cmdaleko,oběhnejijednouza15rokůalétá přitom rychlostí až 5 km/s. Látka padající do černé díry okolo ní vytváří akreční disk. těsném okolí díry obíhá rychlostí dosahující až téměř rychlosti světla a intenzivně září; projevem je rádiový zdroj agittarius A. třelec v létě 2 světelných roků 1 miliónů km agittarius A α=17h45, δ= hvězdná Ë velikost (není pozorovatelná přímo) úhlovávelikost,1 ÅÀÓ Ø Ð ÚºÂ Ò ÚÓ ÓÑ ÅÀ 22 Ú Þ ÖÒ Ó Ø Ð A. Ghezová aj., R. chödel aj. ÊÓÙ ÒØÐ ÅÀ ÅÀ ÅÀ ÅÀ Î ½ ½¼ ½½ Ò ½¾ ¼ ¼¼Ñ ½¼¼¼Ñ Měřítko stezky je 1: 17 biliardám. Začíná u hvězdárny; poslední. zastávka je až v Bělečku, 8kmdalekopozelenéturistickéznačce,pakponeznačené asfaltové Písečnici, modré a Hradečnici.

14 GALAKTICKA TEZKA elké Magellanovo mračno 1 elký Magellanův oblak na snímku, m dalekohledem systému Curtis-chmidt c C. mith,. Points, MCEL Team, NOAO/AURA/NF. na Cerro Tololo. elké Magellanovo mračno je nápadný objekt na jižní obloze. Pro Evropany jej objevil v roce 151 Ferna o de Magalha es, mořeplavec vedoucí výpravu, jež první obeplula Zemi. Jedná se o sousední menší nepravidelnou galaxii, která obíhá naši velkou spirální Galaxii. Obsahuje obdobné objekty, jaké jsme poznali v naší Galaxii: hvězdy, hvězdokupy, mlhoviny (viz například krásnou NGC 27, zvanou Tarantula ) atd. Prakticky všechny galaxie (mimo místní skupinu) se od nás vzdalují; jejich spektra totiž vykazují červené dopplerovské posuvy. Jev si vysvětlujeme jako rozpínání prostoročasu. Měření í supernov typu Ia navíc prokazuje, že se toto rozpínání zrychluje, což znamená, že ve vesmíru působí cosi odpudivě, záporným tlakem. Tuto prozatím neznámou substanci nazýváme temná energie, a víme, že tvoří 3/4 celkové hmotnosti a energie vesmíru. 1,1 km kostel Mečoun a Tabulová hora nevychází nad obzor 13 světelných roků 2 světelných roků LMC α = 5 h 24, δ = 45, magnitudy 1 5 m 1 m Měřítko stezky je 1 : 17 biliardám. Začíná u hvězdárny a končí zde v Bělečku; předchozí. zastávka je u kostela na Novém Hradci Králové.