ikoktejl

Archiv vydání magazínu Koktejl

VÝZKUM SATURNU - ASI TU PRŠÍ DIAMANTY

Čtrnáctého ledna 2005 přistál na povrchu Titanu, měsíce Saturnu, meziplanetární modul Huygens. Jeho pouť trvala sedm let. Sondu Cassini, na které se Huygens „vezl“, vypustili vědci z americké NASA spolu s kolegy z evropské agentury ESA. Bylo to v té době největší, nejtěžší a nejsložitější zařízení určené k průzkumu jiné planety. U startu byl tehdy i magazín Koktejl.

Za sedm let se na Zemi stala spousta věcí. Pozemské dějiny ale nechaly sondu Cassini naprosto chladnou. A to doslova. Když na své pouti k planetě Saturn minula Venuši a opět Zemi, aby nabrala rychlost potřebnou ke zdolání neuvěřitelné a doslova astronomické vzdálenosti 1,5 miliardy kilometrů, setkala se jen s mrazem a vesmírným chladem. V kosmickém prostoru se zahřívala pouze radioaktivními termoelektrickými články a jedině tak odolávala teplotám jen pár desítek stupňů nad magickou absolutní nulou, aby pomohla odhalit tajemství ušaté planety. Ke všeobecnému zděšení však množství záhad zatím spíše rozšířila.

PLANETA, KTERÁ PLAVE
Saturn je planeta s obrovskými prstenci. Jenomže těmi jedinečný svět miliardy kilometrů vzdáleného planetárního obra nekončí. Je v pořadí šestou planetou od Slunce, je plynná a tomu odpovídá její průměrná hustota. Kdybyste ji hypoteticky vhodili do vody, pak by plavala. Jádro planety je z tekutého kovového vodíku. Je druhou největší planetou ve sluneční soustavě, větší je už pouze Jupiter. Saturn je tak obrovský, že byste museli naskládat vedle sebe devět Zeměkoulí, abyste dosáhli od jednoho okraje ke druhému. Není tu povrch, na který by se dalo stoupnout. Atmosféra postupně houstne, až dosáhne kovového vodíkového jádra. Pád do ní by pro člověka skončil podobně jako potápění se v moři s kusem betonu na zádech. Po několika desítkách metrů by lidské tělo rozdrtil tlak zhoustlé atmosféry.
Skutečnost, že je Saturn obrovský a plynný, by mohla dávat falešnou představu o jeho poklidnosti. Ve skutečnosti dosahují bouře v horních vrstvách atmosféry úctyhodných rychlostí přes tisíc osm set kilometrů v hodině. Vytvářejí se díky tomu, že planeta ze svého nitra vyzařuje spoustu tepla. Rovnoběžné s rovníkem jsou různobarevné pruhy, které vznikají následkem mísení vrstev atmosféry a rotace Saturnu. I když jsou hlavními složkami planety helium a vodík, v horních vrstvách atmosféry není nouze také o metan. To by ve své podstatě nemuselo být nijak zvláštní, kdyby se nedávno vědcům z Kalifornské univerzity nepodařilo napodobit podmínky shodně vysokých tlaků a teplot při elektrických výbojích. Výsledkem byly diamanty. Je velmi pravděpodobné, že při některých bouřích prší na Saturnu místo vody diamanty!

ZVLÁŠTNÍ UŠI
Nádherné Saturnovy prstence jsou právě to, co tuto planetu odlišuje na první pohled od ostatních. I když mají své prstence všechny velké planety, dokonce i Jupiter, právě Saturnovy jsou výborně viditelné i ze Země. S určitým cvikem se dají vytušit již při pohledu malým dalekohledem s asi dvacetinásobným zvětšením. Saturnovy prstence jsou složeny z milionů miliard částeček, od zrnek prachu až po kameny velikosti paneláku. Jsou seskládány do nespočtu úhledných prstýnků různých odstínů a barev, každý z nich obíhá jinou rychlostí po své vlastní oběžné dráze.
Prstence Saturnu fascinují astronomy po staletí. Už Galileo Galilei, který na něj zamířil svůj dalekohled z bambusového dřeva a ze skla upraveného holandskými mistry optiky, ho kvůli nim nazval „planetou s ušima“. Ani dnes, po čtyřech stech letech, nemáme o těchto prstencích nijak zvlášť jasno.

KOLIK JE MĚSÍCŮ?
Saturn měl do konce roku 2004 známých 33 měsíců. A nejsou o nic méně mysteriózní než samotná planeta. Nejznámější a nejzáhadnější je zajisté druhý největší měsíc sluneční soustavy – Titan. Je jediný, který má svou vlastní plně vyvinutou atmosféru. Ostatně právě Titan je jedním z cílů mise Cassini. Vědci totiž mají za to, že hustá a neprůhledná atmosféra Titanu je složením velmi podobná atmosféře, která panovala tady na Zemi před vznikem prvních živých forem před 3,8 miliardami let.
Vědci z Evropské kosmické agentury (ESA) tak spojili americkou misi k planetě Saturn s projektem modulu, který dokáže sestoupit na povrch měsíce Titanu a provést základní experimenty, které řeknou, jak Titan vypadá a funguje. Projekt ESA se vydařil na jedničku a modul na povrchu Titanu skutečně 14. ledna 2005 přistál a spatřil svět, o kterém se týmu snilo celých sedm let.
Saturn má však i mnoho dalších zajímavých měsíců. Některé, jako Pan, Atlas, Prométheus nebo Pandora, jsou takzvanými „pastýři prstenců“. Podstatně ovlivňují částice v prstencích – buď udržují jednotlivé prstence pohromadě, nebo v nich naopak vytvářejí různé efekty.
Další měsíce jsou ale ještě zajímavější. Například Enceladus je nejzářivějším měsícem ve sluneční soustavě, a přitom nesvítí! Je velký zhruba jen jako naše republika a pokrytý vodním ledem, který odráží téměř devadesát procent dopadajícího světla. Vypadá v podstatě jako kulové zrcadlo. A co teprve podivný Iapetus! Jednu polokouli má černou jako asfalt a druhou bílou a zářící jako čerstvě napadaný sníh! Na každém měsíci Saturnu je něco nevšedního.

KONEČNĚ KONTAKT
Saturn neměl v historii nouzi o návštěvy. Planetu navštívily tři sondy, které ale jen prolétly okolo. Nyní již můžeme konstatovat, že všechny dosáhly hranic sluneční soustavy. V roce 1979 prolétla kolem Saturnu sonda Pioneer 11, o rok později Voyager 1, následována další rok svým dvojčetem Voyagerem 2. Voyager 1 je dnes nejvzdálenějším objektem ve vesmíru, který kdy lidstvo vyrobilo. Cassini je však první, která zkoumá Saturn z jeho oběžné dráhy a pečlivě.
Cassini vstoupila do Saturnovy sféry 11. června 2004. V ten den, v půl deváté večer, minula Saturnův nejvzdálenější měsíc Phoebe ve vzdálenosti dvou tisíc kilometrů. Brzdné motory, které ji zpomalily na rychlost potřebnou k zachycení gravitačním polem Saturnu, zažehla 1. července 2004. Dnes sonda začíná první rok ze svých plánovaných čtyř na oběžné dráze. Oběhne za tu dobu Saturn 74krát, přičemž se 44krát přiblíží k nejdiskutovanějšímu objektu v Saturnově okolí – Titanu.
Zprávy z Cassini neukazují jen obrázky prstenců a lesknoucí se ledové povrchy měsíců. Hlavním cílem cesty je poznat, jak funguje jiná planeta. Jak se vyvíjela a jakou životní dráhu prodělaly její měsíce a obíhající nánosy kamenů zvané prstence. Zprávy ze Saturnu každým dnem více a více udivují vědce. Počet tiskových zpráv o jednotlivých objevech jde do desítek. Poznáváme tak celé zákoutí Saturnu zblízka. Konečně!
První tiskovou zprávu vydala NASA již dva dny po příletu sondy na oběžnou dráhu Saturnu: Prstence nejsou jen ledové, jak jsme si dříve mysleli. Cassini odhalila, že jsou složené především ze smetí a vodní led tak v něm netvoří většinu, jak se původně myslelo. Navíc se v prstencích objevuje tmavý asfaltově černý materiál, jaký je na Saturnově měsíci Phoebe. Hned nato se zdá, že okraj prstenců je lemován vrstvou atomárního kyslíku. To by mohlo nasvědčovat, že nedávno došlo ke kolizi nějakého ledového objektu s vnějším prstencem.

OBJEVŮ JE PŘÍMO ŽEŇ
V polovině srpna 2004 objevuje Cassini další dva měsíce Saturnu, pár dní nato sleduje termometrem jednotlivé prstence a určuje jejich teplotu. Kupodivu není všude stejná. Vnitřní a vnější robustnější prstence jsou chladnější, naproti tomu prstence uprostřed jsou o několik desítek stupňů teplejší. Je to zásadní pro průzkum jejich složení. Týden nato objevuje Cassini další prstenec a v něm dva obíhající objekty. Nebyly označeny jako měsíce, protože vědci nebyli schopni určit, zda to jsou jednolitá tělesa se stálou oběžnou dobou, anebo je shluky částí prstenců, které se osamostatnily. Průměr mají jen několik kilometrů.
Říjen a listopad je ve znamení měsíce Titan. Cassini se k největšímu Saturnovu měsíci přiblížila na pouhých tisíc dvě stě kilometrů. Zároveň se připravila sonda Huygens na sestup a první blízké setkání s tak vzdáleným objektem. Přesto Coloradská univerzita zveřejnila v listopadu zajímavou zprávu – spirometr pracující v ultrafialovém spektru zjistil, že je Saturn doslova zabalen do mraku atomárního kyslíku. Ten pravděpodobně vznikl rozpadem a kolizemi ledových měsíců. Ledové krystaly se ve smrtonosném kosmickém záření doslova rozpadly na jednotlivé atomy a atomární kyslík obklopil celý Saturn. Nyní je možné jej pozorovat v ultrafialovém spektru, když odráží sluneční paprsky. Stejně tak tento přístroj zaměřili vědci na měsíc Phoebe. O něm se totiž tvrdilo, že původně nemusel patřit Saturnu, rotuje a obíhá v opačném směru. Rozborem stop vodního ledu se potvrdilo, že skutečně pochází odněkud z hranic sluneční soustavy, z takzvaného Kuiperova pásu, a Saturnem byl pravděpodobně zachycen v období formování planet.
Další pozorování byla zaměřena na Saturnovu polární záři, ledové složky Saturnových prstenců a samotný pohyb částic v prstencích. Zde se ukázalo, že Saturnovy prstence spolupracují s blízkými měsíci v jakési recyklaci. V určitých vlnách je totiž materiál z prstenců odesílán na měsíce a měsíce pak na oplátku posílají „čerstvý“ materiál prstencům.
Zatímco tady na Zemi sledovala veškerá média cestu sondy Huygens k měsíci Titanu, Cassini zachytila jeden „kriminální“ čin. Bramborový měsíc Prométheus (102 krát 63 km) byl totiž na snímku pořízeném digitální kamerou na palubě Cassini usvědčen, jak krade z prstence F ledový materiál.
Přesně na Silvestra se Cassini zaměřila na jing-jangový měsíc Iapetus – z půlky černý a z půlky sněhobílý. Přiblížení na vzdálenost 123 tisíc kilometrů však nestačilo k tomu, aby byla záhada dvoubarevného povrchu objasněna. Stále se tak neví, zda tmavá část pochází ze samotného měsíce a je výsledkem jeho geologických procesů, nebo nějakého vnějšího meziplanetárního vlivu. Jedna z nadějných hypotéz říká, že by asfaltově černý koberec přes půlku měsíce mohl být důsledkem obrovské erupce metanu z nitra. Zmrzlý metan na povrchu by pak působením ultrafialového záření zčernal. Naštěstí sondu ještě čekají další přiblížení k Iapetovi.

TITAN – MRAZIVÁ OBDOBA ZEMĚ
Více vzrušení než samotné bouře na Saturnu, než ledové úlomky, ze kterých se skládají Saturnovy prstence, více než jeho magnetosféra a vůbec vše, co se dosud dělo kolem sondy Cassini, přineslo přistání modulu na druhém největším měsíci sluneční soustavy – Titanu. Je větší než náš Měsíc, a dokonce větší než planeta Merkur. Velikostí jej předstihuje pouze Jupiterův měsíc Ganymed, který však Titan přesahuje o pouhých sto dvanáct kilometrů. Pokud by se ale objekty počítaly i s atmosférou, byl by Titan suverénně největším. A proč byl vybrán právě on?
Je zcela jistě nejzáhadnějším měsícem sluneční soustavy. Kdyby to nebyl měsíc, ale obíhal by kolem Slunce jako planeta, byl by hlavním terčem zájmu meziplanetárního výzkumu. Je větší než Pluto nebo Merkur a má hustou atmosféru z dusíku a metanu. Na obloze je tedy nyní i jiné těleso než Země, které má svou plně vyvinutou atmosféru, navíc podobnou té na Zemi. Země má svou atmosféru, Venuše také, ale s teplotou na povrchu, která by roztavila olovo. Mars mohl mít jakousi atmosféru někdy v dávné minulosti, ale už ji nemá. A pak je tady Titan.
Sonda Huygens na Titanu bezpečně přistála 14. ledna 2005 ve 12.27 našeho času, byla vybavena šesti přístroji a ještě 70 minut po přistání zkoumala své okolí. I přes nízkou kvalitu snímků a dat přinesla mnoho nových objevů. Člověk, který neměl tu čest setkat se se simulacemi teplot okolo –180 °C na povrchu Titanu, musí být zaskočen tak dynamickým a nikoliv jen zmrzlým a nudným světem!
Cílem modulu bylo především zkoumat atmosféru Titanu. Je totiž v mnohém blízká tomu, co panovalo tady na Zemi při prvotní geologické evoluci. Jenže to, co přišlo ze samotného povrchu, mnohým doslova vyrazilo dech. Z několika obrázků a hromady dalších podpůrných dat z ostatních přístrojů se vyloupl obraz světa, který je doslova studenou analogií naší živé Země. Na Titanu prší, fouká vítr, tečou a meandrují řeky, existují jezera, která občas vysychají, existuje tam bahno i volně pohozené balvany a valouny omyté tekoucími řekami. Jsou tam ostrovy, kontinenty, padá sníh a existuje mlha i smog! Vše jako běžná geologická a meteorologická aktivita tady na Zemi. Jenže průměrná teplota je zde –180 °C. Jestliže tam tedy mrzne, jako když praští, nebude tam téci voda. V mrazu však nahrazuje vodu zcela jiná substance – uhlovodíková sloučenina metan. Zatímco tady na Zemi máme tekoucí vodu a horniny založené na bázi křemíku, na Titanu je místo vody metan a místo křemičitých hornin a kamenů vodní led. Opravdu, řeky, deště i bahno jsou metanové, kameny ze snímků z Titanu jsou naopak z vodního ledu, ten však má při teplotě –180 stupňů Celsia pevnost oceli!
Na obrázcích jsou komplexy kanálů, koryt a brázd způsobených tokem velkého množství kapaliny, která proudí z výše položených světlých míst do nížin, regionů tmavých a rozlehlých. Z výsledků sondy je také patrné, že řeky a jezera v okolí dosednutí sondy jsou v tuto chvíli vyschlé, avšak je zřejmé, že to nebude dávno, co naposledy v této oblasti pršelo. Jenže rozdílné chemické složení a tlak na povrchu ukazuje na skutečnost, že dešťové kapky jsou běžně velikosti lidské pěsti. Smog je zase utvořen nikoliv prachem, ale deriváty jiných uhlovodíků, které vytvářejí v atmosféře jak mraky, tak právě tuto hustou, ale opravdu hustou mlhu. Když je řeč o atmosféře, stojí za to zmínit, že je 1,6krát hustší než na zemském povrchu. Nebýt nízkých teplot, vystačili bychom si na povrchu s doplňkovým kyslíkovým přístrojem. Atmosféra je totiž navíc složena především z dusíku, podobně jako na Zemi. Při zmíněném tlaku bychom si tedy s dobrou tepelnou izolací připadali jako potápěči na dně plaveckého bazénu.
Titan se dočkal prvního lidského vyslance a je možné, že vzhledem k výsledkům to nebude naposledy.

 


Saturn
Hmotnost 5,68 x 1026 kg
Průměr 120 536 km (rovníkový)
Hustota 710 kg . m–3
Povrchová teplota (svrchní oblačná vrstva) –150 °C
Doba otočení kolem osy 10 hodin 32 minut
Jedná se v pořadí o šestou planetu od Slunce a svým průměrem druhou největší planetu naší sluneční soustavy. Saturn představoval v římské mytologii boha zemědělství, v řecké mytologii je spojován s jedním s titánů Kronem (Chronos). Slavný Galileo Galilei pozoroval Saturn poprvé v roce 1610. Zkoumal mimo jiné jeho tvar, o němž se domníval, že se v čase mění. Teprve později došlo k objevu, že Saturn je obklopen prstenci. Právě ony mají na svědomí „proměnlivý“ tvar Saturnu.
Nizozemský fyzik Christiaan Huygens sepsal a v roce 1656 vydal pojednání o objevu Saturnova měsíce a o tři roky později publikoval v knize Systema Saturnium na svou dobu revoluční teorii, v níž tvrdil, že planeta je obklopena tenkým plochým prstencem, kterého se nikde nedotýká. Právě Saturnovy prstence jsou nejnápadnějším znakem, který jej odlišuje od ostatních planet v naší sluneční soustavě. Saturn má přes 30 měsíců, poslední byly objeveny sondou Cassini v roce 2004.

 

Titan
Hmotnost 1,35 x 1023 kg,
Průměr 5150 km
Hustota 1881 kg . m–3
Povrchová teplota –178 °C
Doba otočení kolem osy 15,95 dne
Největší měsíc Saturnu, který později získal jméno Titan, objevil Christiaan Huygens v roce 1655. „Titánské“ pojmenování má své opodstatnění, neboť jde po Ganymedu, měsíci Jupiteru, o druhý největší satelit sluneční soustavy. Titan má vlastní atmosféru, kterou tvoří zejména dusík (N2), metan (CH4). To, co vzrušuje světové astronomy a astrobiology, jsou příměsi jednoduchých uhlovodíků i organických molekul. Existuje hypotéza, že podobná atmosféra mohla panovat před miliardami let i na naší planetě, a výzkum Titanu by mohl pomoci odhalit tajemství vzniku pozemského života. Saturn je od Slunce vzdálen desetkrát více než Země. Díky tomu dopadá na Titanův povrch v porovnání se Zemí pouhé jedno procento slunečního záření. Pavel Gabzdyl nazývá Titan „odporně tajemným“. I přes poznatky ze sond Cassini, Voyager 1 a Voyager 2 zůstává Gabzdylův název krutě pravdivým. Pozemšťan si těžko dokáže představit oceán kapalného metanu či metanový déšť.
zpracoval Topí Pigula

červen 2005

You have no rights to post comments

 

 

Publikování nebo další šíření obsahu webu je bez písemného souhlasu redakce zakázáno. Společnost Czech Press Group, a.s. zaručuje všem čtenářům serveru ochranu jejich osobních údajů. Nesbíráme žádné osobní údaje, které nám čtenáři sami dobrovolně neposkytnou.

 

Publikované materiály na www.czech-press.cz (pokud není uvedeno jinak) jsou vlastní texty iKOKTEJL a texty redakcí a spolupracovníků magazínů KOKTEJL, OCEÁN, EVEREST, PSÍ SPORTY, KOČIČÍ PLANETA, V SEDLE, Koktejl SPECIAL a Koktejl EXTRA.

Czech Press Group