V roce 1967 učinili astronomové mimořádný objev – někdo nebo něco vysílalo signály z vesmíru. Z amerického cyklu
00:00:00 Na počátku byla temnota a po ní přišel třesk.
00:00:04 Velký třesk,
00:00:05 kterým započala existence času, rozpínajícího se prostoru a hmoty.
00:00:10 Stále nové objevy pomáhají objasnit záhadná,
00:00:14 palčivá i smrtící tajemství místa, kterému říkáme vesmír.
00:00:21 Pulsary a kvasary jsou kosmické hříčky přírody.
00:00:25 Objekty tak podivné, že jejich samotná existence je udivující.
00:00:32 Jsou to skutečné obrovská monstra.
00:00:36 Co je nutí zářit jako milion Sluncí?
00:00:39 Otáčet se tak rychle, že nestačíte mrknout?
00:00:42 Nebo vyluzovat kosmické rytmy
00:00:44 spolu s bubeníkem kapely Grateful dead.
00:00:47 Když jsem ty podněty vstřebal,
00:00:49 poznal jsem, že vesmír doslova hraje a zpívá.
00:00:53 Ale je to melodie podivnější, než si umíte představit.
00:01:05 Česká televize uvádí americký dokumentární cyklus
00:01:10 VESMÍR Pulsary a kvasary
00:01:17 V roce 1967 učinili astronomové mimořádný objev -
00:01:22 někdo nebo něco vysílalo signály z vesmíru.
00:01:26 Jako kdyby se nás snažili kontaktovat mimozemšťané!
00:01:33 Když byly pulsary objeveny, byli vědci naprosto ohromeni.
00:01:37 Jak by mohl přírodní objekt dělat něco takového?
00:01:41 Zpočátku je proto označovali zkratkou LGM -
00:01:44 jako Little Green Men - zelení mužíčci.
00:01:47 Signály detekovali britští astronomové
00:01:50 pomocí jednoduchého radioteleskopu,
00:01:53 který se skládal ze systému tyčí a vodičů,
00:01:57 natažených na ploše jednoho a půl hektaru.
00:02:00 První signál ale nebyl jen jedno izolované maximum v šumu,
00:02:04 ale pípání opakující se každou 1,3 sekundy.
00:02:10 Během jednoho roku vědci odhalili, že signály nemají na svědomí
00:02:15 mimozemšťané, ale rychle rotujících hvězdy.
00:02:19 Nový astronomický jev dostal přiléhavé označení pulsar
00:02:23 a je to v podstatě druh proměnné hvězdy.
00:02:26 Pulsar se zdánlivě zapíná a vypíná,
00:02:29 jelikož rotující hvězda vysílá svazek energie
00:02:33 podél osy magnetického pole,
00:02:35 která není rovnoběžná s osou rotace.
00:02:38 My tento svazek můžeme pozorovat jako záblesk v okamžiku,
00:02:43 kdy osa magnetického pole směřuje k nám.
00:02:46 Svazek vystupující z pulsaru
00:02:49 v podstatě funguje jako toto nouzové světlo.
00:02:52 Podívejte se na ty záblesky. Ve skutečnosti ale nebliká.
00:02:55 Uvnitř je žárovka a rotující reflektor,
00:02:58 který světlo postupně odráží do všech stran.
00:03:01 Záblesk vidíme vždy, když míří směrem k nám.
00:03:04 Na první pohled to vypadá, jako by se vypínal a zapínal.
00:03:08 A rotující pulsar bliká úplně stejně.
00:03:14 Ale pulsar není jen tak nějaká rotující hvězda -
00:03:18 je to rotující neutronová hvězda. Exotický objekt, který vzniká,
00:03:23 když hmotná hvězda zakončí svůj život při explozi supernovy.
00:03:34 Astrofyzik Pat Slane se nám pokusí přiblížit,
00:03:37 co se stane po výbuchu supernovy,
00:03:40 když tlak v hroutícím se jádře hvězdy
00:03:44 už není schopen bojovat s enormní gravitací.
00:03:48 Podívejte se, co se stane,
00:03:50 když odčerpáme vzduch z tohoto sudu
00:03:53 a necháme tlak atmosféry -
00:03:55 jinak řečeno hmotnost vzduchového sloupce nad ním -
00:03:58 aby jej zničil.
00:04:00 Podobá se to dějům v nitru hmotné hvězdy
00:04:02 v závěrečné fázi života,
00:04:04 když jádro ztratí oporu v tlaku ze svého nitra.
00:04:07 Hvězda zkolabuje a dojde k explozi supernovy.
00:04:18 Zhroucený zbytek se stane neutronovou hvězdou -
00:04:23 tělesem o hmotnosti téměř jedna a půl hmotnosti Slunce,
00:04:27 ale jen o průměru dvaceti kilometrů.
00:04:30 Je to jeden z nejpodivnějších objektů ve vesmíru.
00:04:34 Neutronová hvězda se doslova silou vůle drží,
00:04:37 aby se nezhroutila do podoby černé díry.
00:04:40 Její gravitace je tak silná,
00:04:42 že natlačí elektrony a protony v atomech
00:04:44 tak blízko k sobě, že vzniknou neutrony.
00:04:48 Pokud bychom vzali kousek této hmoty o velikosti kostky cukru,
00:04:52 řekněme jeden centimetr krychlový, vážila by skoro miliardu tun.
00:04:57 To je hmotnost asi 8000 plně naložených letadlových lodí.
00:05:02 Tak hustá je hmota neutronové hvězdy.
00:05:07 V souboji s gravitací
00:05:10 si neutronová hvězda pomáhá velmi rychlou rotací.
00:05:15 Když se hmotná stálice hroutí do podoby neutronové hvězdy,
00:05:20 dojde také ke zrychlení rotace.
00:05:22 Podobně jako to dělá krasobruslařka při piruetě.
00:05:25 Když se otáčí kolem osy a přitáhne ruce k sobě,
00:05:28 rychlost rotace se zvýší.
00:05:30 Rotující neutronová hvězda je obrovský přírodní generátor.
00:05:34 Svou rotací vytváří velmi silné magnetické pole,
00:05:37 které působí na elektrony a ostatní nabité částice.
00:05:41 Urychlí je a vychrlí do prostoru velmi vysokou rychlostí.
00:05:45 A rychle se pohybující nabité částice v magnetickém poli
00:05:49 vždy vyzařují.
00:05:51 V případě pulsarů odchází záření v podobě svazků.
00:05:54 A pokud jeden z těchto svazků míří k nám,
00:05:57 vznikají pulsy, které pozorujeme.
00:05:59 Kolik známe pulsarů? Něco přes 1800.
00:06:02 Ale stále se daří objevovat nové.
00:06:04 Celkový počet pulsarů jen v naší Galaxii
00:06:07 je však mnohonásobně vyšší. Důvod je jednoduchý.
00:06:10 Pulsy pozorujeme primárně v rádiové oblasti
00:06:12 a tyto svazky jsou velmi úzké.
00:06:15 Díky tomu vidíme jen opravdu velmi malé procento
00:06:18 ze všech existujících pulsarů.
00:06:23 Každý pulsar rotuje jinou rychlostí.
00:06:26 Ten nejpomalejší se otočí kolem osy za téměř deset sekund.
00:06:31 Nejrychlejší se za sekundu otočí 716 krát.
00:06:36 Pokud bychom stáli na jeho povrchu,
00:06:38 pohybovali bychom se rychlostí
00:06:40 kolem 150 milionů kilometrů za hodinu,
00:06:43 což je asi sto tisíc krát rychleji, než na Zemi.
00:06:49 Rotace každého pulsaru je naprosto jedinečná.
00:06:53 Hvězda se otáčí v přesně daném rytmu,
00:06:56 který je nezaměnitelný jako otisk prstu.
00:06:59 Takže pokud znáte periodu rotace,
00:07:01 víte také, o který pulsar se jedná.
00:07:05 Díky této jedinečné vlastnosti
00:07:07 je možné pulsary použít k navigaci ve vesmíru.
00:07:11 A NASA tuto myšlenku už v minulosti využila.
00:07:17 Některé kosmické sondy,
00:07:19 odlétající do dalekých končin Sluneční soustavy,
00:07:23 jako třeba Pioneer nebo Voyager, nesly na palubě mapu galaxie,
00:07:27 zachycující relativní polohu Sluneční soustavy
00:07:30 vzhledem k vybraným pulsarům.
00:07:35 Pulsary mohou být použity k nalezení Země podobně,
00:07:39 jako GPS využívá soustavu družic k určování polohy na planetě Zemi.
00:07:44 Mapa byla na sondy umístěna v dobré víře,
00:07:48 že až jednou inteligentní mimozemšťané
00:07:51 některou ze sond naleznou,
00:07:53 rozluští mapu a budou vědět, odkud přilétla.
00:07:57 Mimozemšťané na naší úrovni vývoje budou schopni mapu rozluštit
00:08:02 a podle pulsarů jednoznačně určit polohu.
00:08:06 Protože každý pulsar má jedinečnou periodu rotace.
00:08:10 Unikátní perioda rotace dělá z pulsarů
00:08:13 rovněž velmi přesné astronomické hodiny,
00:08:16 které jsou schopné pracovat s menší odchylkou,
00:08:19 než nejlepší atomové hodiny na Zemi.
00:08:22 Pulsary jsou dokonalý přírodní setrvačník,
00:08:25 a proto jsou tak přesné.
00:08:27 Když toto obyčejné kolo z bicyklu roztočíme,
00:08:30 chová se podobně jako pulsar.
00:08:32 Otáčí se plynule a prakticky nezpomaluje.
00:08:35 Ve vesmíru není takřka nic,
00:08:37 co by mohlo zpomalovat rotaci pulsaru.
00:08:40 Kolo se otáčí několikrát za sekundu,
00:08:42 což je průměrná rychlost rotace běžného pulsaru.
00:08:46 Má průměr jen několik desítek centimetrů,
00:08:48 ale pulsar má průměr dvacet kilometrů
00:08:51 a otáčí se stejně rychle.
00:08:55 Ale nic není věčné.
00:08:57 I pulsary zpomalují svou rotaci, ovšem velmi pozvolna.
00:09:02 Na stejném kole si můžeme ukázat také síly,
00:09:05 které donutí pulsar zpomalit rotaci.
00:09:11 Pulsary přeměňují rotační energii na energii záření
00:09:15 a díky tomu musejí zpomalovat.
00:09:18 Když položím ruku na plášť točícího se kola,
00:09:21 rotační energie se třením přemění v teplo,
00:09:24 které zahřívá moje prsty. Au!
00:09:26 Kolo zpomalilo.
00:09:28 V případě pulsaru to ale je, jako bych brzdil jen pírkem.
00:09:32 Pulsary ztrácejí rotační energii velmi pozvolna.
00:09:36 Pulsar, otáčející se jedenkrát za sekundu,
00:09:39 zpomalí asi o 3 setiny sekundy za milion let.
00:09:44 Občas se ale stane,
00:09:46 že pulsar svoji rotaci dokonce trochu zrychlí.
00:09:49 Může se to stát při jevu,
00:09:51 který se odehrává v povrchové vrstvě neutronové hvězdy.
00:09:55 V kůře deset miliardkrát pevnější než ocel
00:09:58 dojde k "hvězdotřesení".
00:10:01 Neutronové hvězdy nejsou v celém svém objemu rovnoměrně pevné.
00:10:06 Na povrchu mají kůru,
00:10:08 která občas v důsledku vnitřních procesů praská.
00:10:17 Když dojde k puknutí kůry,
00:10:19 celé těleso neutronové hvězdy se přestaví,
00:10:21 což může způsobit i změnu rychlosti rotace.
00:10:25 Říkáme tomu glitch - přeskok.
00:10:27 Kůra praskne a neutronová hvězda se otřese.
00:10:30 Podivný svět pulsarů je plný mohutných jevů,
00:10:34 jako jsou přeskoky a hvězdotřesení.
00:10:37 A z pouhých záblesků elektromagnetického záření,
00:10:41 pozorovaných prostřednictvím dalekohledu,
00:10:44 bychom asi nic z toho neznali. Co se ale stane,
00:10:47 když pulsar chrlí smrtící záření do oblaku mezihvězdné hmoty,
00:10:52 ve kterém předtím exploze supernovy vytvořila dutinu?
00:10:56 A jaké by to mělo následky, pokud by zasáhl živé tvory?
00:11:07 Smrtonosná exploze supernovy je neskonale fascinující jev -
00:11:12 divoký konec života hmotné hvězdy, která rychle zestárla.
00:11:22 Takto mohutná exploze může zahubit všechny živé tvory
00:11:27 a vymazat veškeré stopy jakékoli civilizace,
00:11:30 existující na povrchu planety,
00:11:32 která by kolem této umírající hvězdy obíhala.
00:11:39 Naše Galaxie je plná pozůstatků po explozích supernov -
00:11:44 obrovských působivě barevných oblaků plynu a prachu.
00:11:48 A když hledáte pulsar, je třeba nejprve najít takovýto oblak.
00:11:55 Pulsary nacházíme uprostřed pozůstatků po explozích supernov,
00:11:59 protože vznikají při výbuchu supernovy z jádra této hvězdy.
00:12:04 Zatímco některé pulsary odlétnou pryč,
00:12:07 nebo přežijí rozpínající se oblak,
00:12:10 jiné zůstanou na místě, obklopeny zbytky po supernově.
00:12:14 Osvětlují expandující obálku a vytvářejí tak nápadnou mlhovinu,
00:12:19 formovanou hvězdným větrem pulsaru.
00:12:22 Hvězdný vítr pulsaru
00:12:24 je něco naprosto odlišného od větru na Zemi.
00:12:27 Je to proud částic a záření s vysokou energií.
00:12:30 Částice se pohybují od hvězdy vysokou rychlostí,
00:12:34 mnohem vyšší než cokoli, co známe ze Země.
00:12:37 Částice a záření odnášejí velké množství energie,
00:12:40 interagují s hmotou vyvrženou při explozi,
00:12:43 a nutí ji svítit.
00:12:48 Působivým příkladem pozůstatku po explozi supernovy
00:12:51 je Krabí mlhovina.
00:12:53 V jejím centru je rotující neutronová hvězda,
00:12:56 která mlhovině dodává energii.
00:13:03 Krabí mlhovina je známý pozůstatek po explozi supernovy,
00:13:07 kterou zaznamenali hvězdáři na Dálném východě v roce 1054.
00:13:12 Samotná supernova byla na obloze pozorovatelná několik týdnů,
00:13:17 než zeslábla.
00:13:19 A po 700 letech
00:13:21 byly její pozůstatky objeveny pomocí dalekohledu.
00:13:26 Pulsar v nitru Krabí mlhoviny byl nalezen v roce 1968,
00:13:30 krátce po objevu vůbec prvního pulsaru.
00:13:34 Potvrdila se tak teorie,
00:13:37 že pulsary vznikají při explozi supernovy.
00:13:40 Ze Země vypadá pulsar jako nenápadný bod.
00:13:45 Než vědci poznali, že se jedná o pulsar,
00:13:48 nikdo si nemohl ani všimnout,
00:13:50 že ve skutečnosti bliká třicetkrát za sekundu.
00:13:54 Na dlouhé expozici pořízené obyčejným dalekohledem
00:13:58 totiž vypadal jako běžná hvězda.
00:14:02 Třicet záblesků za sekundu je příliš vysoká frekvence,
00:14:05 aby si blikání někdo všiml.
00:14:08 K tomu je potřeba použít speciální záznamové zařízení -
00:14:11 takzvaný "čítač fotonů".
00:14:13 Teprve jeho pomocí je možné zachytit blikání pulsaru.
00:14:17 Pulsar svítí, když se svazek natočí směrem k nám,
00:14:20 a pohasne, když se od nás odkloní.
00:14:25 Výkon pulsaru je neuvěřitelný.
00:14:29 Všechno, co vidíme v Krabí mlhovině,
00:14:32 září díky energii,
00:14:34 kterou uvolňuje jen jedna rotující neutronová hvězda.
00:14:40 Neutronová hvězda ve středu Krabí mlhoviny
00:14:43 má průměr možná jen 15 kilometrů.
00:14:46 Rozsvěcuje však plyn do vzdálenosti několika světelných let.
00:14:50 Takže tato nicotná hvězdička ozařuje obrovský prostor kolem sebe
00:14:55 proudem nabitých částic, které produkuje.
00:14:58 Pulsar ozařuje pozůstatky po výbuchu supernovy
00:15:01 až do vzdálenosti 6 světelných let,
00:15:04 což zhruba odpovídá 380 000 astronomických jednotek.
00:15:09 Astronomická jednotka - AU -
00:15:12 je často používaná jednotka vzdálenosti ve Sluneční soustavě.
00:15:16 Williamm z Denveru v Coloradu se nás zeptal:
00:15:19 Co to vlastně je astronomická jednotka?
00:15:22 To je docela užitečné vědět.
00:15:24 Astronomická jednotka je měřítkem vzdálenosti,
00:15:27 používaným ve Sluneční soustavě. Původně byla odvozena
00:15:31 jako střední vzdálenost planety Země od Slunce,
00:15:34 a je to přibližně 150 milionů kilometrů.
00:15:38 Rychlé chaotické změny v centru Krabí mlhoviny
00:15:41 je možné pozorovat pomocí dalekohledů
00:15:44 v rentgenové oblasti spektra i ve viditelném světle.
00:15:48 Hvězdný vítr pulsaru vytváří kolem jeho rovníku
00:15:51 rázové vlny a výtrysky, směřující od magnetických pólů,
00:15:55 které vyvrhují turbulentní proudy hmoty.
00:15:59 Je to velmi dynamický systém a pro každého astronoma
00:16:03 je vzrušující zkoumat Krabí mlhovinu.
00:16:07 Jako všechny pulsary,
00:16:09 i ten v Krabí mlhovině postupně zpomaluje.
00:16:12 Ale asi deset procent pulsarů
00:16:14 naopak svoji rotaci extrémně zrychlilo.
00:16:17 Říkáme jim milisekundové pulsary.
00:16:24 Milisekundovým pulsarům někdy říkáme "recyklované".
00:16:27 Bývaly to obyčejné pulsary které ale přestaly pulsovat.
00:16:31 Protože však byly součástí dvojhvězdného systému,
00:16:34 získaly z druhé složky nějakou hmotu
00:16:37 a opět zvýšily rychlost rotace až na milisekundovou úroveň.
00:16:42 Pokaždé, když něco dopadne na povrch pulsaru,
00:16:46 dostane hvězda "kopanec",
00:16:48 rotože hmota z druhé složky nedopadá přímo,
00:16:51 ale k povrchu krouží po spirále. A otáčející se kolo
00:16:55 nám opět může pomoci vysvětlit procesy,
00:16:58 díky kterým pulsar zrychluje.
00:17:00 Kolo se otáčí
00:17:02 a moje ruka představuje hmotu z druhé složky systému.
00:17:05 Padá k pulsaru po spirále a zasáhne jej tečně.
00:17:08 Tím zvyšuje rychlost rotace pulsaru.
00:17:11 Hmota nepadá takto, kolmo dolů.
00:17:13 Rychlosti, jakých milisekundové pulsary dosahují,
00:17:17 jsou skutečně mimořádné.
00:17:21 Pulsary se otáčejí i několiksetkrát za sekundu.
00:17:24 Ty nejrychlejší možná i více jak tisíckrát.
00:17:27 A to je velmi neobvyklé.
00:17:29 Objekt o průměru asi 20 kilometrů se otáčí s takovou frekvencí!
00:17:34 Ještě exotičtější než milisekundové pulsary
00:17:38 jsou jejich blízcí příbuzní - magnetary.
00:17:42 Magnetary jsou mimořádně vzácné.
00:17:44 Ještě v roce 1979 jsme žádný neznali,
00:17:48 a i potom jsme si nebyli zcela jistí tím,
00:17:50 na co se to vlastně díváme.
00:17:53 Dnes známe 15 magnetarů
00:17:55 ze 400 miliard hvězd v Mléčné dráze.
00:17:58 Pulsary jsou známé silným magnetickým polem,
00:18:02 ale tím to jen začíná.
00:18:04 Magnetary dovedly tuto vlastnost k dokonalosti.
00:18:07 Magnetické pole magnetaru je opravdu silné.
00:18:11 Je deset na patnáctou krát silnější než magnetické pole Země.
00:18:15 Pokud by se někde v blízkém kosmickém okolí
00:18:18 vyskytoval nějaký magnetar,
00:18:20 smazal by údaje ze všech kreditních karet.
00:18:23 Ale kreditní karty by asi stejně byly k ničemu tvorům,
00:18:27 jejichž jednotlivé molekuly by magnetar roztrhal.
00:18:32 Magnetary mají nejsilnější magnetické pole v celém vesmíru.
00:18:36 V podstatě není jasné,
00:18:38 jestli by takto silné pole člověka nezabilo.
00:18:41 Magnetické působení totiž protahuje molekuly vody.
00:18:44 Pochybuji, že by to člověk přežil.
00:18:49 Ale pokud vám magnetary nebo milisekundové pulsary
00:18:52 nepřipadají jako dostatečně bizarní obyvatelé Galaxie,
00:18:56 pak vězte, že existují
00:18:58 ještě neuvěřitelnější objekty nebo útvary.
00:19:04 Jaká je šance, že bychom mohli objevit vázanou dvojici pulsarů,
00:19:09 pulsary s planetami,
00:19:11 anebo pulsary, džemující s bubeníkem kapely Grateful dead?
00:19:18 Stáhni to klapání.
00:19:21 Setkáme se s Mickey Hartem,
00:19:23 dlouholetým bubeníkem kapely Grateful dead.
00:19:27 A hudbě se věnuje i dnes - hraje s pulsary z vesmíru.
00:19:32 Přál jsem si interakci se samotnou podstatou vesmíru,
00:19:37 ze které na vás dýchá tajemství stvoření.
00:19:39 Prostě prvotní zvuky.
00:19:41 Proto jsme elektromagnetické vlny převedli do podoby zvuku.
00:19:45 A pulsary jsou obzvláště zajímavé.
00:19:49 Elektromagnetické záření z pulsarů k nám přichází v nejčistší podobě
00:19:54 v oblasti rádiových vln. Jejich svazky se mihnou oblohou
00:19:58 a činí z pulsarů velmi nápadné objekty.
00:20:03 Pulsary vytvářejí silné rádiové záření,
00:20:06 což je u normálních hvězd neobvyklé.
00:20:09 Obyčejné hvězdy vydávají především viditelné světlo,
00:20:13 takže když najdete zdroj intenzivního rádiového záření,
00:20:17 je nápadný. A pokud navíc bliká, upozorní na sebe ještě víc.
00:20:21 Rádiové vlny mohou cestovat Galaxií na obrovskou vzdálenost,
00:20:26 aniž by je ovlivňovala přítomnost plynu a prachu.
00:20:29 A rovněž bez problémů procházejí atmosférou Země.
00:20:33 Rádiové záření pulsarů k nám tedy může přicházet
00:20:36 ze vzdálenosti stovek světelných let.
00:20:39 A když tento signál pustíte do sluchátek nebo reproduktorů,
00:20:43 můžete pulsary sami slyšet.
00:20:47 V případě těch pomalejších můžete slyšet zvuk z reproduktorů vždy,
00:20:52 když se k nám správně natočí.
00:20:55 U těch nejrychlejších ale slyšíte jen plynulý tón.
00:21:00 Toto je mimozemský signál typického pulsaru,
00:21:03 který se kolem osy otočí asi za sedm desetin sekundy.
00:21:08 Když jej převedeme na zvuk,
00:21:10 dostaneme hypnotizující opakující se tikání.
00:21:14 Když se ale frekvence zvýší,
00:21:16 můžeme si poslechnout i zvuk milisekundového pulsaru,
00:21:20 který se za sekundu otočí 174krát. Otáčí se tak rychle,
00:21:25 že jeho pípání splyne do monotónního zvuku,
00:21:28 který by se při troše dobré vůle dal nazvat hudbou.
00:21:32 A to platí bezezbytku,
00:21:34 když nasloucháte pulsaru "Vela" ze souhvězdí Plachet.
00:21:38 Je to úžasný podmanivý zvuk. Je obtížné si představit,
00:21:41 že něco takového způsobuje rotující hvězda.
00:21:45 Skoro vás to nutí zvednout se ze židle a začít tančit.
00:21:49 Pulsar Vela se otáčí uprostřed mohutných pozůstatků
00:21:53 po výbuchu supernovy v souhvězdí Plachet
00:21:56 a ozařuje smrtícím zářením okolní mezihvězdný plyn a prach.
00:22:02 K výbuchu této supernovy došlo před 11 000 lety.
00:22:07 Dnes však pulsar vypadá nejlépe
00:22:09 při pohledu v rentgenové oblasti spektra.
00:22:13 Otáčí se jedenáctkrát za sekundu a zpomalený záznam ukazuje,
00:22:17 jak do svého kosmického okolí chrlí výtrysky hmoty -
00:22:21 jako uvolněná požární hadice.
00:22:25 Neobvyklý "kosmický beat" pulsaru Vela
00:22:29 inspiroval Mickey Harta, který z něj udělal hlavní motiv
00:22:33 svého posledního hudebního projektu.
00:22:37 Pulsar Vela je opravdu jako stvořený pro hudební kompozici,
00:22:42 protože má pravidelný rytmus.
00:22:47 I jako zvuk to zní dobře.
00:22:50 Když se to zvýrazní, můžete to použít v kompozici.
00:22:54 Takže jsem přednostně sáhl po pulsaru Vela.
00:22:57 Hart použil některé jednoduché zvuky pulsarů
00:23:01 už při koncertním turné kapely Grateful Dead v roce 2009.
00:23:06 A udělal z nich také základní součást
00:23:09 svých nových podmanivých skladeb
00:23:11 pro album s názvem Global Drum Project.
00:23:15 Záznamy pulsarů, byly pořízeny v rámci SETI -
00:23:18 projektu zaměřeného na hledání známek existence
00:23:21 mimozemských civilizací.
00:23:23 Přišel jsem do projektu SETI
00:23:25 a oni mě přivedli ke zvukům, které jsem hledal.
00:23:28 O zvuky vesmíru jsem se nikdy předtím nezajímal.
00:23:32 Oni prostě měli, co jsem hledal, a podělili se se mnou.
00:23:36 Já jsem z toho jen udělal hudbu.
00:23:42 Když jsem ty podněty vstřebal,
00:23:44 poznal jsem, že vesmír doslova hraje a zpívá.
00:23:48 Je to pro mě duchovní záležitost, ale také zábava.
00:23:52 Chci tím říci, že je úžasné pracovat se zvuky vesmíru,
00:23:55 které předčí vše ostatní.
00:23:57 Je to pro mě opravdu hluboce emotivní zážitek.
00:24:03 A kosmický chór se ještě zvětší,
00:24:05 když se podíváme na objekt označovaný 47 Tucanae.
00:24:10 Kulovou hvězdokupu,
00:24:12 kterou nalezneme v jižním souhvězdí Tukana.
00:24:16 Hvězdokupa se nachází 16 000 světelných let od Země
00:24:21 a obsahuje asi 2 miliony hvězd. A ty jsou namačkány v prostoru
00:24:27 o průměru pouhých 120 světelných let.
00:24:31 Ve hvězdokupě 47 Tucanae
00:24:34 se nachází neuvěřitelných 22 milisekundových pulsarů,
00:24:38 a každý z nich vydává svůj specifický tón.
00:24:43 Vzniká tak bizarní hvězdný sbor.
00:24:46 Abyste získali muzikální milisekundový pulsar,
00:24:50 musíte začít s obyčejným pulsarem,
00:24:53 který urychlí svou rotaci pomocí hmoty hvězdného souputníka.
00:24:58 Pokud byste chtěli dělat něco takového,
00:25:01 potřebovali byste mnoho okolních hvězd,
00:25:04 a není lepší místo než nějaká hvězdokupa.
00:25:07 47 Tucanae, která je opravdu mohutným seskupením hvězd,
00:25:11 to je ideální místo, kde se můžou rodit milisekundové pulsary.
00:25:17 Společná píseň pulsarů této hvězdokupy
00:25:20 je podivně znějící vtíravý kosmický song,
00:25:24 který pulsary vyluzují díky 22 různým periodám rotace.
00:25:31 Milisekundové pulsary mají za svého souputníka
00:25:35 obvykle obyčejnou hvězdu, existuje však jeden známý systém,
00:25:41 ve kterém obíhá kolem sebe dvojice pulsarů.
00:25:49 Dvojice byla objevena v roce 2003 a vznikla pravděpodobně tak,
00:25:54 že i druhá složka systému explodovala jako supernova.
00:26:00 A nyní obíhá dvojice pulsarů tak těsně kolem sebe,
00:26:04 že by se oba vešly do prostoru vymezeného naším Sluncem.
00:26:10 Že pulsary mohou mít za souputníka obyčejnou hvězdu
00:26:14 nebo dokonce další neutronovou hvězdu, je udivující,
00:26:19 ale ještě podivnější je, že i po explozi supernovy
00:26:23 mohou kolem některých pulsarů stále existovat planety.
00:26:27 Oběžná dráha pulsaru je opravdu to poslední místo,
00:26:31 kde byste hledali planety,
00:26:32 protože vznikl při explozi supernovy.
00:26:35 A pokud kolem původní hvězdy obíhaly nějaké planety,
00:26:39 byly při výbuchu odmrštěny do vesmíru.
00:26:41 Ale v roce 1992
00:26:44 byly vůbec první planety mimo naši Sluneční soustavu
00:26:47 objeveny právě u pulsaru.
00:26:49 K přesnému měření periody pulsaru vzdáleného 980 světelných let
00:26:55 vědci použili obří radioteleskop Arecibo na ostrově Portoriko.
00:27:01 Perioda pulsaru se měnila, někdy byla kratší, jindy delší.
00:27:06 Tím se ukázala přítomnost ještě dalšího objektu.
00:27:09 Pulsar nebyl osamocený, kromě něj tam bylo ještě něco dalšího.
00:27:14 A ukázalo se, že je to planeta.
00:27:16 Následná pozorování a výpočty ukázaly,
00:27:19 že kolem pulsaru obíhá dokonce trojice,
00:27:22 možná i čtveřice, planet.
00:27:25 Předpokládá se, že exploze supernovy zničila původní planety,
00:27:30 následně se v systému ze zbytků po výbuchu vytvořily nové.
00:27:35 Pulsary jsou ztělesněním extrémních sil,
00:27:38 působících na jednotlivé hvězdy. Ale co se stane,
00:27:42 když se podobné síly uplatní v měřítku celé galaxie?
00:27:47 Na této úrovni najdeme ve vesmíru objekty,
00:27:50 kterým říkáme kvasary.
00:27:53 Co způsobuje, že dokážou přezářit vše ostatní ve vesmíru?
00:27:58 A proč astronomové říkají,
00:28:00 že v srdci každé galaxie dřímá monstrum?
00:28:08 Zatímco světu hvězd v našem vesmíru
00:28:11 dominují pulsary a magnetary, na úrovni galaxií lze najít
00:28:16 vzdálenější a ještě podivnější objekty - kvasary.
00:28:25 Kvasar, to je oslnivě jasné jádro galaxie,
00:28:29 v jejímž středu se nachází obří černá díra.
00:28:33 Je neuvěřitelně jasný, může být až tisíckrát jasnější
00:28:36 než všechny hvězdy v té galaxii dohromady.
00:28:39 Tento záběr, pořízený kosmickým dalekohledem HST,
00:28:43 jen dokazuje, jak jasný kvasar může být.
00:28:46 Dvojice nápadných objektů na snímku vypadá skoro stejně jasná.
00:28:51 Jeden z nich je hvězda,
00:28:53 vzdálená pouze několik set světelných let,
00:28:56 ale ten druhý je kvasar, vzdálený 9 miliard světelných let.
00:29:00 Stejně jako pulsary i kvasary astronomové poprvé zaznamenali
00:29:05 jako silné zdroje rádiového záření.
00:29:08 A vůbec prvním byl objekt, označený 3C273.
00:29:13 Co znamená 3C273?
00:29:15 Na základě pozorování radioteleskopem v Cambridgei
00:29:19 vznikl katalog jasných rádiových zdrojů.
00:29:22 Jde o třetí Cambridgeský katalog a pořadové číslo objektu je 273.
00:29:27 Astronomové se pak snažili zjistit, o jaký objekt se jedná.
00:29:32 Když do daného místa oblohy zamířili optický dalekohled,
00:29:36 nalezli něco, co vypadalo jako obyčejná hvězda.
00:29:42 Ten objekt se však nachází velmi, ale velmi daleko.
00:29:46 Víc jak miliardu světelných let.
00:29:49 A to znamenalo,
00:29:51 že skutečný výkon toho zdroje musí být opravdu enormní.
00:29:55 Přes svoji neuvěřitelnou vzdálenost je ten objekt stále jasný.
00:30:00 Ale co by to mohlo být?
00:30:02 Pak se objekt 3C273 podařilo identifikovat
00:30:05 s jednou namodralou hvězdou.
00:30:08 Ale hvězdy obvykle v rádiové oblasti tolik nevyzařují.
00:30:12 Proto se tomu začalo říkat kvazi stelární rádiový zdroj.
00:30:17 No a protože toto označení - kvazi stelární rádiový zdroj -
00:30:21 bylo příliš dlouhé, vznikla zkratka kvasar.
00:30:24 Zní to docela hezky, ne?
00:30:27 Pojmenování kvasar naznačuje,
00:30:29 že jde o něco exotického a neobvyklého.
00:30:32 A takové kvasary skutečně jsou.
00:30:34 Jsou to obří černé díry, pohlcující okolní hmotu.
00:30:38 Přitom vydávají obrovské množství světla
00:30:40 a díky tomu je možné je pozorovat prakticky v celém vesmíru.
00:30:45 Černá díra v nitru kvasaru hltá okolní galaktický plyn
00:30:49 tak divoce a nenasytně,
00:30:51 že od astronomů dostala i svou přezdívku.
00:30:55 Obřím dírám v centrech kvasarů se někdy říká "monstra".
00:30:59 Protože jsou velmi hmotné,
00:31:01 milionkrát až miliardkrát hmotnější než Slunce,
00:31:04 a zuřivě hltají hmotu ze svého okolí.
00:31:07 Takže se opravdu jako monstra chovají.
00:31:12 A kvasar je takzvaně "poháněn" černou dírou v centru galaxie.
00:31:18 Zdánlivě to vypadá jako zřejmý rozpor,
00:31:21 aby něco tak jasného bylo zároveň černé.
00:31:24 Černé díry jsou tak husté a hmotné,
00:31:27 a jejich gravitace natolik silná, že jí neodolá ani světlo.
00:31:32 Takže je podivné, jak by černé díry mohly něco pohánět.
00:31:36 Odpověď je ale jednoduchá.
00:31:37 Plyn, který padá do černé díry,
00:31:39 vyzařuje dříve, než je úplně pohlcen.
00:31:42 Jak pak vstoupí dovnitř, je navždy ztracen.
00:31:44 Jeho záření vzniká v důsledku tření.
00:31:47 Když budu třít své ruce rychle jednu o druhou, vznikne teplo.
00:31:51 Hmota padající do černé díry
00:31:53 se pohybuje mimořádně vysokou rychlostí
00:31:56 po spirále a proti sobě.
00:31:59 Takže v případě kvasaru máme plyn,
00:32:02 který je stlačován a pohybuje se vysokou rychlostí.
00:32:05 Díky tomu se může zahřát až na teploty několika milionů stupňů.
00:32:10 A proto velmi intenzivně vyzařuje.
00:32:14 Astronomové si jsou docela jisti,
00:32:17 že v nitrech téměř všech galaxií sídlí obří černé díry.
00:32:22 Proč tedy nejsou stejně početné i kvasary?
00:32:26 Aby vznikl kvasar, potřebujte dvě věci:
00:32:29 velkou černou díru ve středu galaxie
00:32:32 a také dostatečné zásoby plynu, který na ní padá.
00:32:37 Pokud není v dosahu dost hmoty, jinými slovy,
00:32:40 pokud černá díra již všechen plyn v okolí spořádala,
00:32:43 není už nic, co by zářilo. Už to není kvasar.
00:32:46 Takže opravdu v centru téměř všech galaxií
00:32:49 se nachází černá díra,
00:32:51 ale pokud tam není dostatek plynu, už to nejsou kvasary.
00:32:55 Ve vesmíru však existují jevy, které mohou kvasar opět zažehnout,
00:32:59 a to i dlouho poté,
00:33:01 co černá díra spolykala všechen dostupný plyn ve svém okolí.
00:33:07 Ke znovuoživení kvasarů dochází třeba při splynutí dvou galaxií.
00:33:11 Galaxie spolu kolidují,
00:33:14 a když se to stane, je to opravdu mohutná událost,
00:33:17 která vrhne část hmoty opět do chřtánu černé díry.
00:33:21 A k tomu scénáři dojde i v případě naší Galaxie,
00:33:24 která se střetně s nedalekou spirální galaxií
00:33:28 v souhvězdí Andromedy.
00:33:30 Až se za pět miliard let
00:33:33 začne prolínat naše Galaxie s galaxií v Andromedě,
00:33:36 značné množství plynu se nevyhnutelně natlačí
00:33:39 k černým dírám uprostřed obou galaxií.
00:33:42 A obě se změní na kvasary.
00:33:44 Kvasar naší Galaxie bude asi slabší,
00:33:47 protože galaxie v Andromedě má ve svém středu
00:33:50 mnohem hmotnější černou díru.
00:33:52 A pokud se v Galaxii v Andromedě
00:33:54 skutečně při procesu splynutí s Mléčnou dráhou
00:33:57 zrodí nový kvasar,
00:33:59 i při vzdálenosti 10 000 světelných let
00:34:02 bude na obloze svou jasností určitě srovnatelný
00:34:05 s Měsícem v úplňku.
00:34:08 Disk kvasaru, i když bude relativně blízko,
00:34:11 na rozdíl od Měsíce neuvidíme jako plošný objekt.
00:34:15 Místo toho bude vypadat jako velice jasná hvězda,
00:34:19 poblikávající díky chvění atmosféry.
00:34:22 Je ale zajímavé,
00:34:24 že i kdyby se kvasar zrodil v centru naší vlastní Galaxie,
00:34:28 neviděli bychom jej.
00:34:30 Přes veškerý výkon
00:34:32 nebude jeho světlo schopné proniknout oblaky prachu,
00:34:35 ležícími mezi Zemí a středem Galaxie.
00:34:38 Světlo našeho vlastního kvasaru nám bude skryto,
00:34:42 zatímco kvasar galaxie v Andromedě
00:34:44 bude osvětlovat noční krajinu.
00:34:46 Pokud naši galaxii v budoucnu čeká opět zažehnutí kvasaru,
00:34:50 může nabýt jednu z mnoha forem. Může se z něho stát i blasar,
00:34:54 který ostřeluje okolní vesmír výtrysky energetických částic
00:34:59 nebo může vytvořit struktury,
00:35:02 v anglicky mluvících zemích označované zkratkou DRAGN.
00:35:06 Jejich studium nás zavede až na samotný počátek času.
00:35:13 Ukážou nám, jak kvasary pomohly s formováním vesmíru
00:35:17 krátce po jeho vzniku.
00:35:22 Za téměř 50 let se astronomům podařilo najít
00:35:26 skoro milion kvasarů, rozesetých po celém vesmíru.
00:35:31 A je zřejmé, že se vyskytují v celé řadě forem.
00:35:35 Kvasar je jen jeden z velké rodiny objektů,
00:35:38 které obecně označujeme jako aktivní jádra galaxií.
00:35:42 Všechny pohání hmota, padající do černé díry v centru galaxie.
00:35:47 Množství hmoty, jaké pohlcují černé díry různých galaxií,
00:35:51 se liší místo od místa.
00:35:53 Ty, které nezáří příliš jasně, neoznačujeme kvasary,
00:35:57 ale pouze jako aktivní jádra galaxií.
00:36:01 Jedním z nejzajímavějších jevů, které doprovázejí činnost
00:36:05 některých aktivních galaktických jader,
00:36:08 jsou výtrysky hmoty - jety (džety).
00:36:11 I první objevený kvasar 3C273 má jet.
00:36:16 Je jen stěží patrný na záběrech ve viditelném světle,
00:36:20 ale je nápadný na záběrech v rentgenovém, rádiovém
00:36:23 nebo infračerveném oboru.
00:36:26 Výtrysky u kvasarů jsou však astrofyzikální záhadou.
00:36:30 Už po desetiletí si astronomové lámou hlavu,
00:36:33 jak vlastně vznikají.
00:36:35 Znovu nám pomůže rotující kolo.
00:36:38 Vztyčený drát představuje silokřivku
00:36:41 magnetického pole kvasaru.
00:36:44 Vznik výtrysků z kvasaru pravděpodobně vyžaduje dvě věci -
00:36:49 disk plynu, obíhající kolem černé díry,
00:36:52 a silokřivky magnetického pole, ukotvené v plazmatu tohoto disku.
00:36:57 Nabité částice při svém pohybu
00:36:59 sledují rotující silokřivky magnetického pole.
00:37:03 Díky tomu jsou vytlačeny směrem vzhůru.
00:37:05 Silokřivky se zformují do podoby víru,
00:37:08 který hmotu usměrní do úzkého výtrysku neboli jetu.
00:37:13 Nabité částice v jetu se pohybují opravdu vysokou rychlostí
00:37:18 a je možné je pozorovat na velkou vzdálenost.
00:37:21 Skoro to vypadá, jako by kvasary chtěly být vidět -
00:37:24 dělají si reklamu, podobně jako některé firmy tady na Zemi.
00:37:29 Toto je tak zvaný air-dancer - vzdušný tanečník.
00:37:32 Upoutává pozornost zákazníků podobným způsobem,
00:37:36 jako jety kvasaru přitahují pozornost astronomů.
00:37:44 Vzduch uvnitř se pohybuje podél stěn vzhůru.
00:37:48 Nabité částice stejným způsobem sledují zakroucené silokřivky
00:37:52 magnetického pole kvasaru. Rozdíl je v rychlosti.
00:37:56 Zatímco vzduch se pohybuje rychlostí asi 80 km za hodinu,
00:38:01 částice v jetu letí téměř rychlostí světla.
00:38:05 Tělo vzdušného tanečníka sahá do výšky jen několika metrů.
00:38:13 Jet vycházející z kvasaru nebo aktivního jádra galaxie
00:38:17 však zasahuje velmi daleko do vesmíru,
00:38:20 kde se může změnit ve velmi působivý jev,
00:38:23 který astrofyzikové označují DRAGN.
00:38:27 DRAGN je zkratka pro aktivní galaktické jádro
00:38:30 se dvěma rádiovými zdroji. Je to docela dlouhý název,
00:38:34 ale když se podíváte na snímky, pochopíte, o co se jedná.
00:38:38 Tento jev vzniká díky jetům,
00:38:39 vycházejícím z černé díry v centru galaxie.
00:38:42 Hmota se sráží s mezigalaktickým plynem
00:38:45 a přitom vznikají mohutné laloky a horké skvrny.
00:38:48 A tyto útvary mohou být mnohem větší než samotná galaxie.
00:38:54 Rozměry tohoto útvaru jsou opravdu úctyhodné.
00:38:58 Běžně je to i 1,5 milionu světelných let.
00:39:02 Mnohem větší než samotná galaxie, ve které úkaz vznikl.
00:39:07 Pokud bychom aktivní jádro galaxie
00:39:09 zmenšili na velikost tohoto basketbalového míče,
00:39:12 i tak by vzdálenost od okraje jednoho laloku ke druhému
00:39:16 byla enormní - srovnatelná s velikostí Země.
00:39:24 Většina těchto útvarů je spojena se sesterskými objekty kvasarů -
00:39:30 rádiovými galaxiemi, které jsou silnými zdroji rádiového záření.
00:39:35 Ale dalšími členy této rodiny jsou objekty,
00:39:38 označované jako blasary.
00:39:40 Jejich jety směřují téměř přesně k nám
00:39:43 a jsou tedy mimořádně jasné.
00:39:46 A tento úhel pohledu nás přivedl k nejúžasnějšímu objevu
00:39:50 o blasarech, kvasarech a rádiových galaxiích.
00:39:53 Kdo by si jen představil,
00:39:55 že všechny tyto objekty jsou vlastně stejné.
00:39:59 Při studiu různých typů aktivních galaktických jader
00:40:03 jsme dospěli k závěru,
00:40:04 že se vlastně jedná o stejný typ objektu,
00:40:07 který ale pozorujeme pokaždé jinak.
00:40:09 Zvláště důležitý je sklon jetů vzhledem k našemu úhlu pohledu.
00:40:16 Středy aktivních galaxií by měly být velmi jasné,
00:40:19 ale nejsou,
00:40:21 protože zářící hmota je částečně nebo úplně zakryta.
00:40:28 Samotné centrum galaxie
00:40:30 je obklopeno rozměrným a hustým prstencem hmoty.
00:40:35 Nacházejí se zde prachoplynné oblaky,
00:40:38 které mohou světlu zabránit,
00:40:40 aby opustilo skutečně aktivní část galaxie.
00:40:44 U rádiových galaxií je světlo ze samotného centra
00:40:48 blokováno tímto prstencem.
00:40:54 V případě kvasaru se díváme jakoby shora na prstenec,
00:40:58 jehož střed žádnou hmotu neobsahuje.
00:41:01 A to nám umožňuje pozorovat zářící hmotu kolem černé díry.
00:41:06 A pokud jet kvasaru směřuje opravdu přímo k nám,
00:41:09 útvar mimořádně zjasní, a potom tomu říkáme blasar.
00:41:16 Všechny tři jsou stejné. Různý je pouze úhel pohledu.
00:41:23 Ale bez ohledu na úhel, pod jakým je vidíme,
00:41:27 mají jedno společné, jsou mimořádně daleko.
00:41:32 Na kvasarech nás udivuje jejich vzdálenost.
00:41:35 Když je vidíme na tak velkou vzdálenost,
00:41:38 musejí to být skutečně titánská monstra.
00:41:41 Ale proč nic takového není poblíž?
00:41:44 Nejbližší kvasar je od nás vzdálen dvě miliardy světelných let.
00:41:48 Ale ty nejvzdálenější
00:41:50 jsou i třináct miliard světelných roků daleko.
00:41:54 Většinu kvasarů pozorujeme opravdu velmi daleko,
00:41:57 takže je vidíme tak, jak vypadaly v dávné minulosti,
00:42:00 když byl vesmír ještě mladý.
00:42:02 Vypadá to,
00:42:04 že kvasary jsou typickými obyvateli mladého vesmíru.
00:42:07 Galaxie v počátečních fázích vývoje vytvářely mohutné černé díry
00:42:11 a ty měly ve svém okolí dostatek hmoty k pohlcení.
00:42:14 Krátce po svém vzniku tak mohly velmi intenzivně svítit
00:42:18 jako kvasary.
00:42:20 První kvasary se objevily už krátce po samotném Velkém třesku.
00:42:25 A vypadá to, že v počátečních fázích vývoje vesmíru
00:42:28 hrály velmi významnou roli.
00:42:32 Je možné, že tyto mohutné černé díry,
00:42:34 které pozorujeme jako kvasary,
00:42:36 plnily velmi důležitou úlohu při výstavbě struktury vesmíru.
00:42:41 Ale stále tomu ještě úplně nerozumíme.
00:42:44 Takže i přesto, že většina kvasarů je otázkou dávné minulosti,
00:42:48 vědci je pečlivě zkoumají.
00:42:50 Doufají, že nám pomohou osvětlit vývoj vesmíru.
00:42:54 Tyto rané černé díry mohly být jedním z motorů vzniku galaxií -
00:42:58 daly formu prvotnímu chaosu plynu,
00:43:01 který se díky nim mohl přetvořit v to, čemu dnes říkáme vesmír.
00:43:08 Titulky: Marie Luzarová Česká televize 2014
Pulsary a kvasary jsou kosmické hříčky přírody. Objekty tak podivné, že jejich samotná existence je udivující. Co je nutí zářit jako milion Sluncí? Otáčet se tak rychle, že nestačíte mrknout? Nebo vyluzovat kosmické rytmy? Signály z vesmíru, zachycenými v roce 1967, byli vědci naprosto ohromeni. Jako kdyby se nás snažili kontaktovat mimozemšťané! Žádný přírodní objekt přece nemůže dělat nic takového! Nakonec odhalili, že to přece jen jsou přírodní objekty a nazvali je pulsary. Kvasar, to je zase oslnivě jasné jádro galaxie, v jejímž středu se nachází obří černá díra. Je neuvěřitelně jasný, může být až tisíckrát jasnější než všechny hvězdy v té galaxii dohromady.