Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 30 – vyšlo 12. srpna, ročník 9 (2011) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

30/2011

Observatoř Herschel nalezla molekuly kyslíku

David Břeň

Infračervená vesmírná observatoř Herschel Evropské kosmické agentury ESA nalezla jako první v historii nesporné stopy existence molekul kyslíkuKyslík – Oxygenium, plynný chemický prvek, tvoří druhou hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na naší planetě. V atmosféře tvoří plynný kyslík 21 objemových %. Kromě obvyklých dvouatomových molekul O₂ se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O₃. Produkty hoření se nazývají oxidy, dříve kysličníky. Kyslík je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. ve vesmíru. Molekuly kyslíku byly nalezeny v blízkosti Velké mlhoviny v Orionu, v oblasti, kde probíhá intenzivní tvorba nových hvězd. O vynikající observatoři Herschel pravidelně informujeme (viz AB 42/2005, AB 35/2007, AB 21/2009 a AB 17/2010)

Logo mise Herschel

Herschel – sonda ESA, která byla vynesena do vesmíru 14. května 2009. Jde o obří infračervenou observatoř se zrcadlem o průměru 3,5 metru, která byla umístěna do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce. Observatoř pokrývala obor vlnových délek od 55 μm do 672 μm a byla pojmenována po vynikajícím anglickém astronomovi a objeviteli infračerveného záření Williamu Herschelovi. Šlo o vůbec největší dalekohled umístěný lidstvem ve vesmíru. Mise byla po spotřebování zásob tekutého hélia používaného na chlazení ohniska ukončena dne 29. dubna 2013. ESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 18 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky jsou v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1964 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Česká republika vstoupila do ESA v listopadu 2008. Kyslík – Oxygenium, plynný chemický prvek, tvoří druhou hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na naší planetě. V atmosféře tvoří plynný kyslík 21 objemových %. Kromě obvyklých dvouatomových molekul O2 se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O3. Produkty hoření se nazývají oxidy, dříve kysličníky. Kyslík je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru.

Existence atomárního kyslíkuKyslík – Oxygenium, plynný chemický prvek, tvoří druhou hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na naší planetě. V atmosféře tvoří plynný kyslík 21 objemových %. Kromě obvyklých dvouatomových molekul O₂ se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O₃. Produkty hoření se nazývají oxidy, dříve kysličníky. Kyslík je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. byla prokázána již mnohem dříve. Jeho výskyt se potvrdil hlavně v horkých oblastech vesmíru. Hledání vázaného kyslíku v molekulách ale doposud vycházelo naprázdno. Kyslík vzniká v nitru hvězd při termojaderné fúzi a je po vodíkuVodík – Hydrogenium, je nejlehčí a nejjednodušší plynný chemický prvek, tvořící převážnou část hmoty ve vesmíru. Má široké praktické využití jako zdroj energie, redukční činidlo při chemické syntéze a v metalurgii nebo jako náplň balonů a vzducholodí. Vodík objevil roku 1766 Henry Cavendish. a heliuHelium – plynný chemický prvek, patřící mezi vzácné plyny a tvořící druhou nejvíce zastoupenou složku vesmírné hmoty. Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, chemicky zcela inertní. Francouzský astronom Pierre Janssen objevil helium ze spektrální analýzy sluneční korony. V roce 1895 se britskému chemikovi Williamu Ramsayovi podařilo izolovat plynné helium na Zemi. Je pojmenované po starořeckém bohu Slunce, Héliovi. třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. Přesto je nalezené množství, a to i atomárního kyslíku, mnohem nižší, než se očekává. Je tedy otázkou, kde se skrývá. Kosmické sondy hledaly molekulární kyslík již dříve a zjistily, že jeho množství je výrazně menší, než se předpokládalo (švédská sonda OdinOdin – švédská družice z roku 2001. Vznikla ve spolupráci s Finskem, Kanadou a Francií. Družice pojmenovaná po severském bohu Ódinovi je určena především ke sledování ozónu v zemské atmosféře a výzkumu globálního oteplování. Provádí ale i astronomický výzkum složení hvězdných porodnic. V roce 2007 byl ohlášen dále nepotvrzený objev molekulárního kyslíku v mezihvězdném prostředí. byla sice první, která zaznamenala existenci molekulárního kyslíku v souhvězdí Hadonoše již v roce 2007, ale její měření nebylo znovu potvrzeno).

Jedním z vysvětlení, proč kyslík není pozorován ve větším množství je, že se váže na vodík a je „uschován“ ve zmrzlých prachoplynných mlhovinách v podobě vodního ledu. Pokud by to byla pravda, mohli bychom molekulární kyslík pozorovat v teplejších oblastech vesmíru, kde by se formoval z roztátého ledu a vodních par.

Mezinárodní tým vědců se pokusil tuto domněnku potvrdit pomocí observatoře HerschelHerschel – sonda ESA, která byla vynesena do vesmíru 14. května 2009. Jde o obří infračervenou observatoř se zrcadlem o průměru 3,5 metru, která byla umístěna do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce. Observatoř pokrývala obor vlnových délek od 55 μm do 672 μm a byla pojmenována po vynikajícím anglickém astronomovi a objeviteli infračerveného záření Williamu Herschelovi. Šlo o vůbec největší dalekohled umístěný lidstvem ve vesmíru. Mise byla po spotřebování zásob tekutého hélia používaného na chlazení ohniska ukončena dne 29. dubna 2013.. Jedním z přístrojů Herschelu je velmi citlivý spektrometr HIFI (viz AB 21/2009), pomocí kterého je možné určit chemické složení látky v okolí infračervených zdrojů. Tento přístroj byl namířen do mlhoviny v souhvězdí Orionu, oblasti která je na poměry v mlhovinách relativně horká. Je to místo, kde stále vznikají nové hvězdy a jsou obklopeny prachem a plynem, materiálem ze kterého se tvoří. Tým s názvem HOP (Herschel Oxygen Project) byl úspěšný. S použitím tří infračervených frekvencí nalezl v této mlhovině jednu molekulu kyslíku na každý milion molekul vodíku. Podle člena vědeckého týmu Paula Goldsmitha to objasňuje, kde se může skrývat část molekulárního kyslíku. Proč jsme ho zatím nenalezli skutečně velké množství, a co je tak zvláštního právě na místech, kde se vyskytuje, je ale zatím neodhaleným tajemstvím.

Sonda Herschel tímto průlomovým pozorováním nesporně potvrdila existenci molekulárního kyslíku ve vesmíru, a protože její mise stále pokračuje, je pravděpodobné, že se dočkáme i dalších překvapujících objevů v této oblasti.

Komplex mlhovin v souhvězdí Orionu. Zdroj: STSci/DSSDSS – Digitized Sky Surveys (DSS 1, DSS 2) jsou celooblohové digitalizované přehlídky snímků z Palomarského (USA) a Schmidtova (Anglie) dalekohledu. Snímky pokrývají pásma E, V, J, R a N. Fotografické desky zabírající pole 6,5°×6,5° byly skenovány s rozlišením 1″. Snímky jsou přístupné ve formátech FITS a GIF..

Spektrum, které odhaluje známky kyslíkových molekul v Mlhovině v Orionu.
Zdroj: ESA/NASA/JPL-Caltech.

Umělecká koláž, molekulární kyslík je znázorněn v podobě dvojitých kuliček
v Mlhovině v Orionu. Zdroj: ESA/NASA/JPL-Caltech

Animace týdne: Planck a Herschel

Planck a Herschel. Dne 14. května 2009 startovala dvojice významných sond Evropské kosmické agentury. Obě sondy byly vyneseny současně nosnou raketou Ariane 5 ECA dne 14. května 2009. Půl hodiny po startu byly sondy odděleny a vydaly se na samostatnou pouť do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce, kde nyní obě pracují. V animaci vidíte nejprve infračervenou observatoř Herschel následovanou mikrovlnnou observatoří Planck, která opustila nosnou raketu o 2,5 minuty později. Observatoř Herschel je určena k výzkumu vzniku galaxií, hvězd a planetárních systémů. Observatoř je schopna detekovat složité chemické molekuly v protohvězdných mlhovinách. Sonda Planck je určena k výzkumu reliktního záření, temné energie a hmoty a k nepřímé detekci gravitačních vln z inflačního období vesmíru, které by měly polarizovat reliktní záření. Herschel má zrcadlo o průměru 3,5 metru a Planck o průměru 1,5 metru. Zdroj ESA. (avi/divx, 4 MB)

Odkazy