Encyklopedie vesmíru: Extrémní ultrafialová astronomie

Dneškem počínaje opět otevíráme novou rubriku našeho webu, která nese název encyklopedie, konkrétně se bude jednat především o encyklopedii vesmíru, kde budu občas a nepravidelně uveřejňovat zajímavé pojmy z astronomie z jedné skvělé knihy, Encyklopedie vesmíru, která u nás vyšla a jejím autorem je světoznámý astronom Josiph Kleczek. Doufáme, že to bude ke čtení, protože jsou pojmy popsány celkem stručně a docela dost odborně. V každém případě bychom byli rádi, kdybyste nám dali vědět, jestli s tím máme pokračovat, ale doufáme, že se to bude líbit. Pojmy z knihy budou vybírané čistě náhodně a pokud možno především ty, o kterých je toho napsáno více. Také většinou obrázky nebyly na internetu nalezeny adekvátní, takže jsou pouze naskenované.

Extrémní ultrafialová astronomie (EUV astronomie)

Tato oblast astronomie ze zabývá studiem kosmických objektů v EUV záření. Dohlednost v tomto záření, především v jeho dlouhovlnné části (v Lymanově kontinuu, což je zhruba od 912 Å ke kratším vlnovým délkám; Å je Angström, který se rovná 10-10 m nebo 0,1 nm), silně omezuje vodík – nejhojnější prvek v mezihvězdné hmotě. Tepelné EUV záření vysílají objekty, jejichž teplota je vyšší než 30 000 °C. Při teplotě 0,5 milionu stupňů těleso vyzařuje nejvíce kolem vlnové délky 5 nm (podle Wienova posunovacího zákona, což je zákon týkající se rozdělení energie ve spektru). Tělesa teplejší mají sice maximum posunuto do měkkého rentgenového záření, avšak jsou také intenzivními EUV zářiči. Netepelné EUV záření vysílají některé pulzary. V tomto případě jde o synchrotronové záření, což je záření vysílané relativistickými elektrony kroužícími v magnetickém poli.

slunce_spektrum_euv
EUV spektrum koróny a přechodné vrstvy Slunce

Sluneční přechodná vrstva byla prvním objektem studovaným v EUV záření pomocí raket. Velký pokrok v poznání přechodné vrstvy zaznamenala družice TRACE (Transient Layer and Corona Explorer), která byla zaměřena výhradně na EUV pozorování Slunce a dalekohled EIT umístěný na družici SOHO. Denně jsou na internetu publikovány snímky Slunce v několika EUV emisních čarách ionizovaných prvků (Fe IX/X 171 Å, Fe XII 195 Å, Fe XV 284 Å, He II 304 Å). Z těles Sluneční soustavy pozorovaných v EUV záření je třeba ještě uvést Měsíc a kometu 1996 B2 C/Hyakutake. Obě tělesa jsou příliš chladná na to, aby mohla emitovat vlastní EUV záření. Jejich pozorované EUV záření je slunečního původu a od obou těles se pouze odráží. Pokud jde o vzdálený vesmír, první EUV přehlídku oblohy uskutečníla v r. 1975 mezinárodní posádka kosmické lodi Apollo-Sojuz. Podrobné EUV přehlídce celé oblohy se věnovaly německá rentgenová družice ROSAT a družice kalifornské univerzity EUVE. ROSAT objevila mimo jiné rentgenové a EUV záření komet. Je to sluneční záření rozptýlené komou.

Extrémní ultrafialové záření (EUV záření)

atmosfera_euv
EUV záření je absorbováno ve velkých výškách v atmosféře kyslíkem a dusíkem

EUV záření nebo také XUV, je oblast elektromagnetického záření, jehož kmitočet (či vlnová délka) je mezi rentgenovým zářením (X-paprsky; proto jiné označení XUV) a ultrafialovým zářením. Meze nejsou pevně určeny, obvykle se ale udává interval 16-90,2 nm, což je mez Lymanovy série vodíku. To odpovídá fotonům o energiích v intervalu 10-100 eV (elektronvolt – jednotka energie užívaná ve světě atomů a fotonů). Někdy se horní mez EUV záření klade až k 150 nm, což je spektrální oblast, kde čárová emise chromosféry převažuje nad spojitým spektrem fotosféry. EUV záření vyzařuje např. přechodná oblast na Slunci, bohatá na ionty v nejrůznějších stupních ionizace. Kosmické objekty vyzařující EUV záření studuje právě výše zmiňovaná EUV astronomie.

Mezihvězdný plyn v okolí Sluneční soustavy je málo propustný pro EUV záření. V nejkratších vlnových délkách EUV záření lze “dohlédnout” do vzdálenosti asi 700 světelných let, zatímco dlouhé EUV vlny (60-90 nm) k nám dopadají pouze ze vzdálenosti několika málo světelných let. Přesto družice ROSAT a EUVE pozorovaly žhavé bílé trpaslíky až do vzdálenosti několika set světelných let. V některých směrech (daleko od galaktické roviny) přichází EUV záření až ze vzdálených galaxií. Jako důvod průzračnosti mezihvězdného prostoru se uvádí ta skutečnost, že Sluneční soustava se nachází ve velké, poměrně prázdné bublině vytvořené v minulosti nedalekou supernovou.

EUVE

Družice EUVE
Družice EUVE

EUVE neboli Extreme Ultraviolet Explorer je jedna z řady menších družic kosmické agentury NASA, která měla pomocí tří skenujících dalekohledů zmapovat celou oblohu v EUV záření (v oblasti 7-76 nm) a zjistit polohy a jasnost EUV zdrojů. Ve dvou intervalech provedla hloubkovou přehlídku pásu podél ekliptiky. Dalším úkolem bylo určit spektrometrem spektra jednotlivých vybraných EUV zdrojů a z nich určit jejich chemické složení, teplotu, hustotu a rychlost. EUVE byla první družicí, jejíž pozorování se stala základem pro EUV astronomii. EUVE tak zaplnila dosud neprozkoumanou mezeru ve spektru mezi dalekým ultrafialovým zářením a měkkým rentgenovým zářením.

Zdroje extrémního ultrafialového záření (EUV zdroje)

Ke zdrojům EUV záření ve vzdáleném vesmíru patří zejména:

  • Bílí trpaslíci a to zejména ti nedávno vzniklí, neboť jejich povrch má teploty až několik statisíců stupňů (např. Sirius B).
  • Hvězdy raných spektrálních tříd, jejichž povrchová teplota přesahuje 35 000 °C
  • Některé pulzary vyzařující synchrotronové EUV záření.
  • Zbytky supernov – mohutná rázová vlna zahřívá mezihvězdné plyny na teploty přes 1 milion °C. Ty pak emitují EUV a rentgenové záření (např. Řasová mlhovina v Labuti, nebo zbytky supernovy v souhvězdí Plachty).
  • Kataklyzmické proměnné, což jsou novy, rekurentní novy, trpasličí novy a symbiotické hvězdy. Jsou to vesměs těsné dvojhvězdy, jejichž jednou složkou je degenerovaná hvězda. Jejich výbuch se projevuje v EUV záření.
  • Galaktická koróna. Několik desítek procent mezihvězdné hmoty v Galaxii je zahřáto na teploty 105-106 °C. Plazma s takovou teplotou vysílá EUV a rentgenové záření. Název vyjadřuje obdobu se sluneční korónou.
  • Mezigalaktická hmota v kupách galaxií. Žhavé plazma v prostorách mezi galaxiemi dosahuje teplot několika milionů stupňů a vysílá mohutné toky EUV a rentgenového záření.
zdroje_euv
Rozložení EUV zdrojů na mapě oblohy (v galaktických souřadnicích)

Kniha: Encyklopedie vesmíru
Autor: Josiph Kleczek

O Scimani 30 Článků
Zajímám se o astronomii a miluji sci-fi, především Hvězdnou bránu, Dark Matter, Hvězdné války, Mass Effect a další.