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.
------------------------------------------------------------