Měření vzdáleného světa  
Ačkoliv se Pluto a jeho měsíc Charón pohybují v obrovských vzdálenostech od Země, jsou astronomové schopni s podivuhodnou přesností určit některé jejich charakteristiky. Zvláště, když jim k tomu pomůže sama příroda, třeba zákrytem vzdálené hvězdy.

 

Zvětšit obrázek
Kreslířova představa systému Pluto - Charón. (Kredit - European Southern Observatory)

V srpnu 2004 předpověděl australský amatérský astronom Dave Herald, že hvězda 15. magnitudy bude 11. července 2005 zakryta měsícem Charón. Zákryt měl být pozorovatelný z pásu táhnoucího se napříč Jižní Amerikou. Taková událost je velmi vzácná, protože jak Charón tak i Pluto se svými malými rozměry zakrývají na obloze nepatrnou část. Úhlový průměr Charóna je pouhých 55 úhlových milisekund, což je srovnatelné s pozorováním 10 Kč mince na vzdálenost 100 km.

 

Úspěšná metoda

Tento výjimečný úkaz ale umožňuje určit extrémně přesně velikost zakrývajícího tělesa a rovněž zjistit přítomnost i velmi řídké atmosféry. Přesnost měření je 10krát lepší než jinými technikami.

 

V historii byl pozorovatelný zatím jenom jeden Charónův zákryt. Stalo se tak v roce 1980 z jižní Afriky. V případě Pluta byly zákryty pozorovány v letech 1985, 1988 a 2002. O užitečnosti této metody vypovídá i objev prstenců planety Uran při jejím zákrytu vzdálené hvězdy v roce 1977.

 

Třebaže jsou zákryty hvězd vzdálenými objekty Sluneční soustavy velmi vzácné, hned několik faktorů hovoří ve prospěch astronomů. Předně mají k dispozici stále větší a citlivější dalekohledy, které jsou schopny detekovat slabší hvězdy. Tím roste počet možných objektů pro takový zákryt. Dále dnes existují přesnější katalogy, což umožňuje přesnější předpovědi míst, ze kterých bude takový zákryt pozorovatelný. A v neposlední řadě Pluto s Charónem  nyní křižují Mléčnou dráhu, kde je vyšší koncentrace hvězd a tím pádem větší pravděpodobnost, že některá z nich bude zakryta.

 

Stín protnul Jižní Ameriku

 

Zvětšit obrázek
Vícenásobná expozice dalekohledu Yepun pořízená tři až jednu hodinu před zákrytem ukazuje, jak se Charón (přerušovaná čára vpravo) blíží k hvězdě, kterou posléze zakryl. V dolní části snímku je viditelné Pluto. (Kredit - European Southern Observatory)

Zachytit takový úkaz znamená především být ve správnou dobu na správném místě. Zákryt trval maximálně minutu a byl pozorovatelný pouze z 1000 km širokého pásu protínajícího Jižní Ameriku. Proto se zde soustředily 11. července soustředilo hned několik mezinárodních týmů astronomů. Šťastnou shodou okolností úzký pás "stínu" přecházel hned několik velkých i malých observatoří.

 

Tým z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a Williams College zaměstnal 8m dalekohled Gemini South na Cerro Pachon, 6,5m a 2,5m dalekohledy na observatoři Las Campanas a další dva menší dalekohledy. Jediná z pěti observatoří nebyla kvůli nepříznivému počasí úspěšná. "Čekali jsme na tuto příležitost několik let," říká profesor Jim Elliot (MIT).

Zvětšit obrázek
Schéma ukazuje jak Charón zakryl hvězdu při pozorování z různých observatoří. Kombinace dat umožnila určit jeho poloměr. (Kredit - European Southern Observatory)

Dlouhé čekání se ale vyplatilo. Podle článku v časopise Nature zjistil tým, že poloměr Charóna je 606 ± 8 km. V kombinaci s měřením hmotnosti provedeným Hubbleovým kosmickým dalekohledem je Charónova hustota 1,72násobkem hustoty vody, což odráží jeho složení z kamene a ledu.

 

Stín také prošel místem observatoře VLT na Cerro Paranal. Zde působil druhý tým, který vedl Bruno Sicardy (Observatoire de Paris). Zákryt byl pozorován 8.2m dalekohledem Yepun a dále dvěma menšími přístroji v Chile a Argentině. Tento tým došel k výsledku 603.6 ± 5 km, čemuž odpovídá hustota 1,71násobku hustoty vody. Co je pozoruhodné, hustota Charóna je nyní známa mnohem přesněji než hustota Pluta!

 

Horní limit na atmosféru

Oba týmy se rovněž zaměřily na detekci případné atmosféry. Její existence nebyla dosud prokázána ani vyvrácena. Z difrakčních jevů vznikajících při vstupu či výstupu hvězdy za okraj měsíce lze zjistit, zda tento má atmosféru. Měření ukázala, že pokud vůbec nějaká atmosféra existuje, je extrémně řídká. Pokud by byla tvořena čistě dusíkem, dosahoval by atmosférický tlak maximálně milióntiny tlaku zemské atmosféry. V případě atmosféry tvořené oxidem dusíku by tato hodnota byla podobná. V srovnání s Plutem, které atmosféru určitě má, jsou tyto hodnoty 100x nižší. "Zdá se, že jsme překročili hraniční čáru mezi tělesy, které mají atmosféru - jako je Pluto - tělesy bez vzduchu jako je Charón," interpretuje výsledek měření Olivier Hainaut (ESO).

 

Zjištěné výsledky hovoří proti teorii, podle které vznikl systém Pluto - Charón kondenzací na stejném místě protosolární mlhoviny. Naopak, podporují teorii kolize mezi dvěma tělesy, ke které došlo v ranné fázi vývoje Sluneční soustavy


Zdroje:

ESO Press release:
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2006/pr-02-06.html

Williams College News release:
http://www.williams.edu/admin/news/releases.php?id=1106

Space.com
http://www.space.com/scienceastronomy/060104_charon_moon.html
http://www.space.com/scienceastronomy/050726_charon_pluto.html

 

Autor: Pavel Koten
Datum: 06.01.2006 18:26
Tisk článku

Související články:

Žijeme v nejlepším vesmíru? Fyzici navrhují, jak otestovat antropický princip     Autor: Stanislav Mihulka (10.12.2024)
Rekordní simulace na Frontieru ohlašuje exakapacitní éru výzkumu vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (27.11.2024)
Pochází temná hmota z Temného Velkého třesku?     Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2024)
Mléčná dráha a celá nadkupa Laniakea je součástí Shapleyho koncentrace     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2024)
Jsou černé díry ve skutečnosti zamrzlé hvězdy?     Autor: Stanislav Mihulka (23.09.2024)



Diskuze:

Re: To už je celkem namakaný...

edison,2006-01-07 23:38:22

1. Stíny jsou ve vesmíru tak ostré, jak to jen optické zákony připouštějí - vzdálená hvězda je samozřejmě bodová až do hranice dané vlnovou délkou světla.
Stačí tedy znát vzdálenost a rychlost pohybu vůči zemi - vzhledem k tomu, že o Plutu se ví už dlouho, bylo na přesné měření dostatek času, oběžná rychlost Chárona asi není známa tak přesně, ale taky tvoří výrazně menší (možná i zanedbatelnou) část celkové hodnoty. Nyní stačí určit, kudy za kotoučem hvězda přešla a jak dlouho to trvalo. Vzdálenost od Země by na přesnost neměla mít vliv. Kdyby ta hvězda neměla magnitudu 13, dalo by se to vpohodě i amatérsky. Třeba průměr měsíce si můžete takhle změřit kamerou s 10x zoomem (ale musí mít ruční nastavení expozice a musíte si počkat na tenký srpek, nebo vědět, kde ho hledat, když je celej tmavej):-)
2. Z 1 vyplývá, že mícháte "jabka s hruškami". 600 km s přesností +/- 5 dává rel. chybu 0,8 % - to je jako změřit meloun s přesností pár mm (tedy žádná sláva), ovšem ze vzdálenosti 2,5 Mm (to už pravítkem nepůjde).
Obdobně by to odpovídalo změření země-měsíc +/-3 Mm, ovšem kdybyste to měřil odkudsi z mezihvězdného prostoru:-)

Odpovědět

To už je celkem namakaný...

Zephir,2006-01-07 05:48:24

Chyba 5 km na cca 5E9 km, to je přesnost změření vzdálenosti Země Mesíc (400 000 000 m) s chybou 40 cm (pomocí laseru je možný ji měřit s chybou cca 30 cm a zachytit změny v jednotkách mm/min) nebo změření průměru melounu s chybou jednoho atomu.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz