i

Aktuální číslo:

2024/7

Téma měsíce:

Čich

Obálka čísla

Astronomické hodiny ve vesmíru

 |  6. 5. 2024
 |  Vesmír 103, 270, 2024/5
 |  Téma: Čas

Měření času je nyní neodmyslitelnou součástí lidské existence. Astronomické jevy, které nám kdysi sloužily jako spolehlivé časomíry, jsou v dnešní době příliš hrubým nástrojem (viz s. 274). Nicméně vzdálený vesmír a jeho fascinující periodické jevy nám mohou být užitečné v mnoha situacích. Zaměříme se na tři obecné třídy periodických jevů ze světa hvězd: rotující hvězdy a pulzary, zákrytové dvojhvězdy a pulzující hvězdy.

Na Zemi měříme čas pomocí rotace naší planety vůči Slunci, a tak je zajímavé podívat se blíže na rotaci samotných hvězd. Začněme u našeho Slunce, jehož rotaci můžeme studovat pomocí dočasných tmavých skvrn, jejichž teplota je díky silnému magnetickému poli mírně nižší než v jejich bezprostředním okolí. Doba oběhu těchto skvrn závisí na jejich poloze na Slunci: skvrny nacházející se poblíž rovníku oběhnou jednou asi za 25 dnů, zatímco těm poblíž pólu to trvá přes 30 dnů. Tato diferenciální rotace je úzce provázána se vznikem a proměnami magnetického pole uvnitř Slunce a podobných hvězd.

Hvězdná rotace

Velmi podobnou diferenciální rotaci vykazují všechny hvězdy podobné našemu Slunci, které ve svých jádrech přenášejí energii pomocí záření a v obálkách pomocí konvektivních pohybů. Tyto hvězdy mají hmotnosti přibližně 0,3násobek až 1,3násobek hmotnosti našeho Slunce a ve svých jádrech vyrábějí energii přeměnou vodíku na helium. V průběhu života se rotační perioda hvězd podobných Slunci zpomaluje kvůli pomalému rozpínání, způsobenému postupně se měnícím chemickým složením a kvůli ztrátám momentu hybnosti, který hvězdu opouští v podobě magnetizovaného hvězdného větru. Astronomové doufají, že by rotační periody bylo možné použít pro určení stáří osamocených hvězd, u nichž je jinak takové určení velmi nesnadné. Důležitou roli ve studiu rotační struktury hvězd hraje asteroseismologie, která citlivými vesmírnými teleskopy dokáže pomocí hvězdných oscilací odhalit rychlost rotace a její rozložení uvnitř hvězd.

Moment hybnosti tuhého tělesa o hmotnosti M a poloměru R rotujícího s periodou P je úměrný MR2/P. Pokud by se například naše Slunce o poloměru 700 000 km zmenšilo na velikost bílého trpaslíka o poloměru 5000 km a zachovalo svůj moment hybnosti, výsledná rotační perioda by byla asi 100 sekund. Pokud bychom Slunce dále zmenšili na velikost neutronové hvězdy (cca 15 km), vyjde nám výsledná perioda asi 1 milisekunda. Tato hodnota už je ale blízko kritické rotační periodě, při níž se začne odstředivá síla rovnat gravitační přitažlivosti a struktura tělesa přestane být výlučně určena radiální gravitací a vlastnostmi látky. I když při vzniku bílých trpaslíků a neutronových hvězd dochází ke značným ztrátám momentu hybnosti v podobě látky vyvržené do okolí, z naší úvahy vyplývá, že rotační periody kompaktních objektů budou velmi krátké.

Nyní vidíte 28 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Čas
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Astronomie a kosmologie

O autorovi

Ondřej Pejcha

Doc. Ondřej Pejcha, Ph.D., (*1984) absolvoval MFF UK v roce 2008. Na Ohijské státní univerzitě obhájil v roce 2013 doktorát. Následně získal postdoktorská stipendia NASA Hubble a Lyman Spitzer Jr. a čtyři roky působil na Princetonské univerzitě. V roce 2018 získal grant ERC na téma „Catastrophic Interactions of Binary Stars and the Associated Transients“. O rok později obdržel Cenu Neuron pro mladé nadějné vědce v oboru fyzika.
Pejcha Ondřej

Další články k tématu

S časem i bez časuuzamčeno

Přestože je určitě pro většinu z nás subjektivně existence času něčím téměř nezpochybnitelným, rozvahy nad jeho podstatou a s tím spojené úvahy o...

Měření času v astronomii od nejstarších dob dodnesuzamčeno

Čas je v principu možné měřit pouze pomocí periodicky se opakujících jevů o dostatečné stabilitě. Měření času bylo proto od nepaměti svázáno s...

Chemie v éře attosekunduzamčeno

Femtosekundové laserové pulzy změnily v osmdesátých letech chemii. Máme podobnou revoluci čekat i od attosekund? Spíš ne… ale kdo ví.

Čas na poslední kafeuzamčeno

Kávu zbožňujeme pro její vůni a chuť, ale také pro její povzbuzující účinky. Omamná vůně kávy se uvolňuje při pražení, kdy vznikají těkavé...

Archeologie mytického času předkůuzamčeno

Vnímali naši pravěcí předchůdci čas jako dnes my? Zdá se, že nikoliv. Dávní zemědělci neměli lineární pojetí času a historické vědomí minulosti....

Transcendentální estetika časuuzamčeno

Jednou ze zvláštních forem času jsou situace, kdy se mimo rámec postupných změn, naplňujících obraz kauzálních relací, vynořují nečekaná setkání...

Čas v mapáchs podporou

Geoinformatika nabízí pohled na Zemi nejen z hlediska „kde“ se co stalo, ale také „kdy“ se to stalo. Pojďme se podívat na to, jak dokážeme čas –...

Nanosvět, v němž je sekunda téměř věčnostís podporou

V nanosvětě, v němž se plně projevují podivuhodné efekty kvantové fyziky, se spolu se zmenšováním objektů zkracuje i čas probíhajících dějů....

Přestupná sekunda

První přestupná sekunda byl vložena do mezinárodního atomového času (TAI) 30. června 1972. Předcházelo tomu spuštění atomových hodin v roce 1955,...

Na Měsíci běží čas rychleji. Co s tím?

Čas na povrch u Měsíce plyne zásluhou slabší gravitace nepatrně rychleji než na Zemi (o 58,7 mikrosekundy za den). Pokud by Neil Armstrong a Buzz...

Relativistický čas – čas našeho světa

„Někteří filozofové … se domnívají, že fyzika není schopna popsat nejzákladnější aspekty reality, a zavrhují ji proto jako zavádějící formu...

Doporučujeme

Algoritmy pro zdraví

Algoritmy pro zdraví

Ondřej Vrtiška  |  8. 7. 2024
Umělá inteligence proniká do medicíny a v následujících letech ji nejspíš významně promění. Regina Barzilay z MIT má pro vývoj nástrojů...
Mají savci feromony?

Mají savci feromony?

Pavel Stopka  |  8. 7. 2024
Chemická komunikace je způsob předávání a rozpoznávání látek, jímž živočichové získávají informace o jiných jedincích, o jejich pohlaví a věku, o...
Jak funguje moderní speleologie

Jak funguje moderní speleologie uzamčeno

Michal Filippi, Jan Sirotek  |  8. 7. 2024
Přesně před 150 lety byla na prodej Mamutí jeskyně. Systém, který do té doby sloužil jako místo pro těžbu ledku z guana, byl k mání za pouhých...