Prednaska pro seminar ke 40. vyroci otevreni hvezdarny ve Valasskem Mezirici, 1. rijna 1995, 9.40-11.OO h ----------------------------------------------------------- Jiri Grygar: Nejvyznamnejsi astronomicke objevy poslednich ctyriceti let 1. Astronomie roku 1955 Pozorovani vyhradne v optickem, blizkem infracervenem a radiovem (metrovem a decimetrovem) oboru spektra. Nejvetsi opticke teleskopy byly 5 m a 2,5 m v Kalifornii. Pocitace fakticky neexistovaly. Detektorem temer vyhradne fotograficka emulse. Zacinal vyzkum balony a sondaznimi raketami. Chybely dva roky do zacatku ery umelych druzic a kosmickych sond. 2. Slunecni soustava 2.1. Planety a jejich druzice Merkur: Mariner 10 (1974) Venuse: Venera 9 a 10 - mekke pristani na povrchu(1975) Arecibo - radarova mapa povrchu (1979) Magellan - mapa a gravitacni pole (1990-94) Mesic: Luna - sondy od r. 1959 Apollo - pristani astronautu (1969-72) Clementine - topografie a mineralogie (1994) Mars: Mariner 9 - prachova boure (1971) Viking 1 a 2 - povrch, chemicka analyza (1976-) Jupiter: Pioneer 10 a 11 (1973) Voyager 1 a 2 (1979): prstence, vulkany Io Galileo (1995): sestupny a obezny modul Saturn: Voyager 1 a 2 (1980): prstence, druzice, Titan Uran: objev prstencu pomoci zakrytu hvezd (1977) Voyager 2 (1986): druzice, povrch, Miranda Neptun:Voyager 2 (1989): druzice, Triton, povrch,prsten Pluto: pruvodce Charon (1978), zakryty (1985-89), HST 2.2. Meziplanetarni latka a) Planetky V katalogu jiz pres 6000 planetek, s jednou vyjimkou jsou vsechny pod kontrolou. Rozpoznani krizicu drahy Zeme: (3200) Phaeton - souvislost s Geminidami (IRAS, 1983) (4179) Toutatis - tesne priblizeni (1992, 2004) 1994 XM1 byla 9.XII. jen 104 000 km od Zeme V hlavnim pasu byly detailne zkoumany sondou Galilei: (951) Gaspra (1991) (243) Ida a pruvodce Dactyl (1993) Koncem 1994 zkoumal HST povrch planetku (4) Vesta. R. 1977 objevil C. Kowal planetku (2060) Chiron, ktera se nachazi na draze mezi Uranem a Saturnem a od r. 1989 jevi kometarni aktivitu - prislunim prochazi v unoru 1996. Dalsi prislusnici teto skupiny (Kentauri) jsou nalezani pocinaje r. 1992. Po peti letech usili zacali D. Jewitt a J. Luuova od r. 1992 nalezat stakilometrova telesa na drahach, ktere sahaji az za drahu Neptunu. Teleso 1994 ES2 ma velkou poloosu 46 AU a obeznou dobu 314 let - zatim nejvzdalenejsi ve slunecni soustave. V lete 1994 potvrdil existenci (30 km) transneptunskych objektu take HST. b) Komety Pro rozvoj znalosti o kometach mely velky vyznam objevy jasnych komet: Arend-Roland (1956, Mrkos (1957), Bennett (1970), Kohoutek (1973) a West (1976). Rekordni pocet komet (34) byl nalezen r. 1989. Do soucasnosti bylo pozorovano temer 900 ruznych komet pri temer 1500 priblizenich ke Slunci. V letech 1979-1989 druzice Solwind a SMM zaznamenaly 15 padu komet na Slunce. V letech 1993-94 byla sledovana kometa Shoemaker-Levy 9 pred dopadem na Jupiter a po slapovem roztrhani v cervenci 1992. Od r. 1982 se pozoruje Halleyova kometa pri 30. navratu ke Slunci. Kolem prisluni sledovana take flotilou kosmickych sond (Giotto 600 km od jadra). Necekany vybuch na prelomu 1990-91 ve vzdalenosti 14 AU od Slunce. 1992 Giotto sledovalo ve vzdalenosti 200 km od jadra kometu Grigg-Skjellerup. Koncem tehoz roku prosla prislunim kometa Swift-Tuttle - materska kometa Perseid. c) Meteory a meteority Dobre zdokumentovany byly pady meteoritu Pribram (1959), Lost City (1970), Innisfree (1977) a Peekskill (1992). R. 1966 byl pozorovan dest Leonid, trvajici pul hodiny, s nejvyssi frekvenci 40 meteoru za sekundu. R. 1979 vyslovili L. Alvarez aj. domnenku o dopadu 10 km planetky na Zemi pred 65 miliony let, na zaklade celosvetove anomalie v zastoupeni iridia. Pokus o vyklad vymirani rostlin a zivocichu byl uspesny - r. 1990 objevili geologove ponoreny krater Chicxulub v Mexickem zalivu. 2.3. Slunce V r. 1962 byly rozpoznany 5-minutove oscilace povrchu Slunce a tak zalozena helioseismologie. Rentgenove druzice odhalily behem let 1970-90 podstatu slunecnich erupci jako magnetickych rekonexi v korone. Ke studiu slunecniho vetru a polarnich oblasti Slunce prispiva sonda Ulysses (polarni prulety, 1994-5). Od r. 1969 pracuje v Homestake (SD) Davisuv detektor slunecnich neutrin. Od r. 1989 postupne pribyvaji dalsi detektory (Kamiokande, GALLEX, SAGE) - problemem je deficit neutrin v porovnani s modely TNR reakci v nitru Slunce. 2.4. Kosmogonie slunecni soustavy V letech 1969-72 probehl sber vzorku mesicnich hornin (Apollo) a dalsi experimenty na Mesici. Odtud vytvorena teorie vzniku slunecni soustavy akreci planetesimal V. Safronovem a A. Cameronem (1975) a domnenka o vzniku Mesice tecnou srazkou Pramesice s Prazemi (1986). Od r. 1988 probihaji drahove vypocty pro planety v intervalu az 845 milionu let, z nichz vyplyva, ze vetsina drah je chaotickych. Tim vzrusta uloha srazek i v pozdejsich etapach vyvoje slunecni soustavy. 3. Hvezdny vesmir 3.1. Hvezdy a dvojhvezdy Teorie nukleogeneze ve hvezdach byla dokoncena epochalni praci Burbidgeovych, Hoyla a Fowlera (1957). V r. 1981 se poprve podarilo rozlozit na slozky "nadhvezdu" R136a v kupe 30 Doradus, takze maximalni hmotnosti hvezd patrne nepresahuji 100 MO. V r. 1983 objevila druzice IRAS prachove disky kolem blizkych hvezd hlavni posloupnosti. vymeny hmoty ve dvojhvezdach pres Lagrangeuv bod v Rocheove modelu vznikla r. 1966. K dvojhvezdam s vymenou hmoty patri take novy (HR Del - 1967, V 1500 Cyg - 1975, V 1974 Cyg - 1992) a nektere typy supernov. V r. 1987 byl pozorovan unikatni vybuch supernovy ve Velkem Magellanove mracnu, doprovazeny registraci neutrin. Take rentgenove dvojhvezdy (Sco X-l r. 1963, Cyg X-1 r. 1972, prechodne, pulsujici a zableskove zdroje r. 1976) lze vysvetlit vymenou hmoty a existenci akrecniho disku v soustave s kompaktni slozkou (neutronova hvezda, cerna dira). R. 1971 bylo poprve zjisteno silne magneticke pole (az 105 T) u bilych trpasliku. V r. 1978 byla rozpoznana emisni a rentgenova dvojhvezda SS 433 s dvema protilehlymi plynovymi vytrysky o rychlosti proudu plynu 80 000 km/s. V letech 1982-84 byl pozorovan zakryt podivneho systemu î Aurigae. R. 1992 byl objekt GEMINGA ztotoznen s rentgenovym pulsarem, optickym i radiovym zdrojem jako pozustatek pomerne blizke supernovy. 3.2. Radiove pulsary Epochalni objev J. Bellove a A. Hewishe r. 1968 otevrel jednu z nejplodnejsich kapitol moderni astrofyziky, kdyz se ukazalo, ze jde o rychle rotujici neutronove hvezdy s extremne silnym magnetickym polem (az 108 T). R. 1969 byl opticky identifikovan pulsar v Krabi mlhovine a nalezeny skoky v pomalu se prodluzujicich periodach nekterych mladych pulsaru. V r. 1974 objevili J. Taylor a R. Hulse prvni binarni pulsar (1913+16), u nehoz byly v prubehu let rozpoznany cetne relativisticke efekty. R. 1982 byl nalezen prvni milisekundovy pulsar 1937+21 a r. 1988 prvni binarni milisekundovy pulsar 1957+20 ("cerna vdova"). R. 1992 byly u pulsaru 1257+12 neprimo rozpoznany obihajici planety. 3.3. Zableskove zdroje zareni gama R. 1972 objevily vojenske druzice VELA kratkotrvajici vzplanuti v oboru mekkeho zareni gama (kolem 100 keV) s extremne rychlym nabehem a povlovnejsim poklesem toku. Pokusy o ztotozneni se dodnes nezdarily. Druzice COMPTON prokazala v letech 1991-5, ze rozlozeni zdroju po obloze je izotropni, takze jde bud o zcela lokalni nebo extragalaktickou populaci objektu. V breznu 1979 vsak byl zaznamenan extremne silny ( o 5 radu proti prumeru) zablesk pobliz zbytku supernovy v souhvezdi Mecouna ve Velkem Magellanove mracnu. Tim se objasneni povahy zdroju dale zkomplikovalo - jde o nejvetsi nevyreseny problem astrofyziky. 3.4. Mezihvezdna latka V r. 1963 byly objeveny radiove cary OH v mezihvezdnem prostoru - jejich intenzitu lze vysvetlit existenci kosmickych maseru. V r. 1995 byl objeven i opticky laser na 169 æm pomoci observatore KAO v cirkumstelarnim mracnu. Od r. 1968 pribyvalo objevu mezihvezdnych car v centimetrovem a milimetrovem pasmu, zejmena pak organickych molekul. R. 1970 objevili Penzias a Wilson cary CO a od te doby se dari mapovat rozlozeni obrich molekulovych mracen v Galaxii (cca 5000 objektu s hmotnostmi nad 105 MO). 4. Extragalakticka astronomie 4.1. Galaxie V nasi Galaxii bylo rozpoznano kompaktni jadro s radiovym, rentgenovym a infracervenym prebytkem zareni - patrne cernou dirou o hmotnosti radu 106 MO. Kolem se nachazeji hvezdy galakticke vyduti, dale pak hvezdy diskove populace, galakticke halo a korona. Specialni tridou jsou velmi stare kulove hvezdokupy s excentrickymi drahami. Galaxie patrne kanibalizuje okolni miniaturni galaxie. Od r. 1969 probihaji na superpocitacich simulace vyvoje galaxii na zaklade pusobeni gravitacniho zakona. Roztodivne tvary galaxii lze vysvetlit snadno slapy a pruniky. Druzice IRAS odhalila r. 1983 existenci velmi svitivych infracervenych galaxii. HST odhalil r. 1993 velky vyskyt modrych vzdalenych galaxii s prekotnou tvorbou hvezd. R. 1994 prokazal HST existenci supermasivni cerne diry s hmotnosti radu 109 MO v galaxii M 87 v kupe v Panne. R. 1988 odhalily pozemni teleskopy s citlivymi detektory CCD existenci obrich sviticich oblouku kolem nekterych kup galaxii - jde o specificky projev efektu gravitacni cocky. Od. r. 1993 se pozoruji projevy gravitacnich mikrococek v galakticke vyduti a ve Velkem Magellanove mracnu (OGLE, MACHO, EROS). 4.2. Kvasary Prvni kvasar byl nalezen r. 1960 (3C-48), ale nerozpoznan. To se podarilo r. 1963 M. Schmidtovi (3C-273). V r. 1972 byly u kvasaru 3C-279 poprve odhaleny zdanlive nadsvetelne rychlosti vzdalovani slozek radioveho obrazu od sebe navzajem. R. 1979 nalezl MMT v Arizone dvojity kvasar 0957+561 A,B - prvni gravitacni cocku. Dosud je znamo pres 7000 kvasaru. Rekordni cerveny posuv z = 4,9 pro kvasar PC 1247+3406 (CVn) byl zmeren r. 1991. 4.3. Kosmologie Prinosem pro teorii velkeho tresku byl objev reliktniho zareni Penziasem a Wilsonem (1965) a zjisteni kosmologickeho pomeru zastoupeni vodiku a helia 3:1 (1968) ze spektroskopie. Z teoretickych praci pripomenme Kerrovo reseni pro rotujici cerne diry (1963), antropicky princip, jak ho formuloval B. Carter (1973), objev mechanismu vyparovani cernych der S. Hawkingem (1975) a Guthovu domnenku (1981) o kosmologicke inflaci ve velmi ranem vesmiru. V r. 1976 byla odhalena dipolova anizotropie reliktniho zareni a r. 1992 prokazala druzice COBE fluktuace reliktniho zareni na urovni 10-5, ve shode s inflacni domnenkou. V r. 1981 se poprve prokazala houbovitost velkorozmerove struktury vesmiru (proluky mezi nadkupami galaxii) a ziskaly se silne argumenty ve prospech nazoru, ze vetsi cast hmoty vesmiru je skryta pred pozorovateli a projevuje se vyhradne souhrnnou gravitaci. V r. 1994 dochazi diky HST k objevu cefeid v nekterych galaxiich v kupe v Panne a tim i revizi kosmologicke stupnice vzdalenosti a kalibrace Hubblova vztahu. 5. Zaver Na rozvoji astronomie v poslednich ctyriceti letech se rozhodujici merou podilela nova technika. Predevsim slo o zpristupneni vsech pasem elektromagnetickeho zareni, o registraci castic a o vyznacne zvyseni citlivosti a casove rozlisovaci schopnosti detektoru. V optickem oboru dosahla uhrnna plocha zrcadel teleskopu 300 m2 a do konce stoleti se ma ztrojnasobit. Zavedly se systemy aktivni a adaptivni optiky a naprosty prevrat vyvolal HST. Dale velmi pomohl rozvoj vypocetni techniky a zpristupneni archivu prostrednictvim site Internet. Nejvetsi objevy vsak zrejme prinesla radioastronomie, zejmena diky obrim strojum typu Arecibo, VLA v Socorro (1980) a systemum VLBI. Nemalou zasluhu zejmena pri vyzkumu slunecni soustavy si ziskala kosmonautika. Pritom mnoho vyzkumu je podmineno znalosti velmi presneho casu, coz je mozne prave od r. 1955 diky atomovym hodinam (cesiove normaly casu). Tento trend technickych zvratu bude v astronomii i nadale pokracovat. ------------------------------------------------------------