Mezihvězdná hmota – hvězdná porodnice
Oblaka plynu a prachu nejčastěji nacházíme ve spirálních ramenech galaxií. Fungují zde jako svérázná hvězdná porodnice. Zatímco v prvních miliardách let po velkém třesku vznikaly v galaxiích velká množství masivních hvězd, dnešní galaxie jsou víceméně umírněné. Roční produkce hvězd v podobné hvězdné porodnici se pohybuje v řádu několika kusů.
Co se týká chemického složení mezihvězdné hmoty– nacházíme v ní hlavně vodík a helium, vzniklé v raných stádiích vesmíru, ale také těžší prvky jako kyslík, uhlík, dusík, síru a křemík. Jsou to přesně ty prvky, kterými obohacuje své okolí explodující supernova. Kromě základních chemických prvků obsahuje mezihvězdné medium také různé molekuly: vodu, oxid uhelnatý, metan nebo kyselinu octovou. Čas od času si můžeme přečíst v tisku zprávu o tom, že vědci objevili v oblacích plynu a prachu jednoduchý alkohol, cukr nebo jiné, komplikovanější sloučeniny.
Tyto jednoduché i složitější molekuly se mohou v mezihvězdném prostoru tvořit díky existenci jemných a drobných zrnéček prachu, vzniklého z pozůstatků explozí minulých hvězd. Jeho povrch působí na chemické reakce při vzniku daných molekul jako katalyzátor – nejen že je umožňuje fyzicky, také je urychluje. Při nízké teplotě, která panuje v mezihvězdném prostoru, by jinak tyto reakce probíhaly jen velice pomalu, případně by nebyly vůbec realizovatelné.
Podíl molekul v mezihvězdné hmotě přesto není moc velký. Tvoří zhruba 2 % celku.
Informace o složení mezihvězdné hmoty získávají vědci ze záření, přijímaného pozemskými teleskopy. Metoda, kterou přitom používají, se jmenuje spektroskopie.
Spektroskopie
Spektroskopickou metodou umějí vědci odvodit jak informace o zdroji světla, tak například o tom, jakým prostředím se světlo během své cesty za pozemským pozorovatelem procházelo.
Záření hvězd se skládá z různých vlnových délek. Původně bodový zdroj se dá rozložit pomocí krystalu do tzv. spektra, ve kterém jsou jednotlivé vlnové délky rozprostřeny na větší plochu. Spektrum může být souvislé nebo vykazovat větší a menší proluky – tmavé oblasti, případně sestávat z pouhých zářících pruhů, oddělených většími tmavými oblastmi.
Absorpční spektra
Absorpční spektrum vzniká zachycením světla hvězdy, která se z našeho úhlu pohledu nachází za oblakem mezihvězdné hmoty. Na vrchním obrázku je tato situace znázorněna žlutou barvou. Světlo, které prošlo oblakem, vykazuje pozměněné spektrum. Fotony, přicházející od vzdálené hvězdy, musely na své cestě k pozorovateli proletět kolem molekul, mezihvězdné hmoty a reagovaly s nimi. Ve spektru hvězdy se pak nacházejí tzv.absorpční čáry. Jsou tmavé, protože v nich chybí energie daného pásma, kterou pohltila mezihvězdná hmota. Každý chemický prvek vytváří specifický mustr takových proluk ve spektru. Z polohy absorpčních linií tedy můžeme odvodit chemické složení mezihvězdné hmoty, kterou prošlo světlo hvězdy na své cestě od zdroje k pozemskému teleskopu.
Emisní spektra
Pokud se oblak mezihvězdné hmoty nachází poměrně nedaleko od intenzivně a silně zářící velmi horké hvězdy, může její tvrdé záření rozehřát jeho plyn natolik, že začne sám vyzařovat vlastní, tzv. „emisní“ spektrum. Tento příklad je ve schematu nahoře znázorněn oranžově zbarvenou hvězdičkou a šipkami.
Podobně jako u absorpčního spektra, je i emisní spektrum závislé na chemickém složení dané hmoty.
Infračervená spektra
Informace o mezihvězdné hmotě získávají vědci také z infračervených spekter. V horním obrázku je tato situace znázorněna symbolicky červenou barvou vytečkovaných šipek.
Tzv. infračervená spektroskopie, věda, která zkoumá odpovídající spektra v infračervené oblasti, umí podchytit nejen chemické prvky, ale hlavně také způsob jejich vazby v molekulách, umí tedy rozklíčovat nejen chemické složení, ale také strukturu molekuly v oblaku mezihvězdné hmoty.
Mezihvězdný plyn
Mezihvězdná hmota se dá podle svého skupenství rozlišit na dvě kategorie: mezihvězdný plyn a mezihvězdný prach. Naprostou většinu mezihvězdné hmoty tvoří plyn, je to celých 99 %.
Jistě nepřekvapí, že zhruba 90 % plynu je tvořeno nejrozšířenějším prvkem, který ve vesmíru nacházíme, vodíkem. Na helium a ostatní prvky připadá jen kolem 10 %.
Oblaka plynu dělíme na další dvě skupiny - podle jejich teploty. "H-I" jsou chladné oblasti s teplotou kolem 50 stupňů Kelvina. Jsou na pohled tmavé. Samy nevyzařují ve viditelné části spektra, a to záření, které jimi prochází, pohlcují. Vyzařují jen v infračervené oblasti, která odpovídá jejich nízké teplotě. Oblasti, které vědci nazvali "H-II" jsou naopak horké. Jsou ionizované nedalekým zdrojem energie, například intenzivně zářící hvězdou. Dosahují teplot až 10 000 K a vyzařují vlastní emisní spektra.
Mezihvězdný prach
Prach představuje zhruba 1 % mezihvězdné hmoty. Malé částečky, s rozměry mezi 0,0001 a 0,001 milimetry, jsou pozůstatky výbuchu nov a supernov, případně hvězdných větrů. Obsahují proto prvky, které předtím vznikly v těchto masivních hvězdách. Při mohutných explozích dokonce vznikají prvky těžší než železo (které je teoreticky tím nejtěžším elementem, který může vzniknou jadernou fúzí).
Prach jsi a v prach se obrátíš
Mezihvězdná hmota je vlastně hvězdnou zásobárnou. Kde jinde by mohly tak jednoduše vznikat nové hvězdy a planetární soustavy, než uprostřed oblaku hmoty, navíc rozpohybované výbuchem blízké supernovy? Poruchami rovnováhy sil (gravitace a opačně působícího tepelného pohybu částic) vznikají v oblacích plynu a prachu defekty, které postupně tvoří hustší a hustší shluky. Za příznivých okolností pak pokračuje zahušťování až do té doby, kdy je tlak a teplota uvnitř takového shluku hmoty dostatečná k zažehnutí termonukleární reakce – zrodu nové hvězdy. Zbylý prach a plyn kolem ní nakonec vytvoří soustavu planet.
Stejným způsobem vznikla také Sluneční soustava. V místě, kde předtím explodovala obří supernova, jedna z nejstarší generace hvězd, se nahromadil oblak plynu a prachu. Jiná supernova poničila jeho původní rovnováhu a umožnila tak další vývoj. Zbytek práce pak už vykonala neúprosná gravitace.
Jednoho dne skončí i naše Slunce klidnou fázi vývoje a vybuchne – odhodí část své hmoty do okolí. I když se nestane supernovou, nemá totiž dostatečně vysokou hmotnost, přesto vrátí do mezihvězdného prostoru část hmoty, kterou si z něj vypůjčilo při svém vzniku.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?
Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi
Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Nahá umělkyně za zvuků techna házela před dětmi hlínou. Už to řeší policie
Policie prošetřuje vystoupení, ke kterému došlo na Akademii výtvarných umění (AVU). Umělkyně a...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Přes Česko přešly bouřky s krupobitím. Dálnici D1 pokrylo bahno a větve
Do Česka přišly přívalové deště, na některých místech padaly i kroupy. Hasiči hlásili desítky...
Německo je otřeseno. Přišel brutální útok na politika, pak následoval další
Na lídra kandidátky německé sociální demokracie (SPD) v Sasku do evropských voleb Matthiase Eckeho...
Vyváděla strašné věci. Zahradil označil Jourovou za nejhorší z eurokomisařů
Premium Když Česko vstoupilo 1. května do Evropské unie, byl tam matador ODS Jan Zahradil kooptován...
USA pozastavily dodávky zbraní Izraeli. Nechtějí dál zvyšovat počty obětí
Administrativa amerického prezidenta Joe Bidena pozastavila dodávku tisíců zbraní do Izraele, a to...
Konec války připomněly stíhačky. Pavel povýšil ředitele BIS na generálmajora
Lidé si ve středu na různých místech Česka připomínají výročí konce druhé světové války. Nejvyšší...
Izrael otevírá přechod Kerem Šalom, kamiony už navážejí humanitární pomoc
Izraelská armáda ve středu oznámila, že znovu otevírá přechod Kerem Šalom z Izraele do Pásma Gazy....
Státy EU se shodly na podobě migračního balíčku. Češi se zdrželi
Aktualizujeme Zástupci členských států Evropské unie ve středu v Bruselu potvrdili shodu na konečné podobě...
- Počet článků 973
- Celková karma 19,90
- Průměrná čtenost 1324x