Překvapení: sonda Stardust přivezla více prachu

Počátkem letošního roku přistálo v poušti ve státě Utah pouzdro z americké sondy Stardust. Uvnitř byl uložen drahocenný náklad, na který s napětím čekaly stovky vědců na celém světě. Prach vyvržený z komety Wild 2 je po měsíčních horninách teprve druhým vzorkem, přivezeným z jiného tělesa Sluneční soustavy.Počátkem letošního roku přistálo v poušti ve státě Utah pouzdro z americké sondy Stardust. Uvnitř byl uložen drahocenný náklad, na který s napětím čekaly stovky vědců na celém světě. Prach vyvržený z komety Wild 2 je po měsíčních horninách teprve druhým vzorkem, přivezeným z jiného tělesa Sluneční soustavy.

Komety lidé sledovali už v dávné minulosti. Zatímco ve starověku a středověku vzbuzovaly úžas až posvátnou hrůzu a byly považovány za posly neštěstí, v současné době zajímají astronomy ze zcela jiného důvodu. Společně s planetkami je vědci mají za pozůstatky z dob, kdy vznikala naše Sluneční soustava.

Přišla s kometami voda?
Podle současných teorií se planety, komety i asteroidy vytvořily ze stejného oblaku prachu a plynu jako naše Slunce. Právě vzniklá hvězda totiž svým gravitačním polem zformovala zbývající materiál do rozsáhlého plochého disku, který ji obklopoval. Částice v protoplanetárním disku se srážkami shlukovaly a vytvářely tzv. planetesimály, základní stavební kameny planet, tvořené z ledu a kamení.
Obrovské množství těchto objektů, které nebyly při stavbě planet „použity“, se dnes „potuluje“ po periférii Sluneční soustavy, ať už se jedná o Edgeworthův-Kuiperův pás těles za Neptunem, či Oortovo mračno v ještě větších vzdálenostech. Co je ale důležité, obě zmíněné oblasti jsou dostatečně daleko od Slunce, aby se v nich tělesa zachovala v původním stavu, nepřetvořená. A to po miliardy let, které uplynuly od vzniku Sluneční soustavy!
To je právě důvod, proč do jejich studia vkládají vědci tak velké naděje. „Myslíme si, že většina vody a organických sloučenin na Zemi … molekuly v našich tělech, pocházejí snad právě z komet,“ vysvětluje Michael Zolensky (NASA Johnson Space Center).

Jak zkoumat komety?
V minulosti už několik kosmických sond prolétlo v blízkosti některé z komet a poslalo zpět na Zemi množství informací o těchto z vědeckého hlediska zajímavých tělesech.
Astronomové vymysleli i další, méně tradiční metody zkoumání komet. Jistě si vzpomenete na začátek loňského července, kdy se projektil vystřelený sondou Deep Impact srazil s jádrem komety Tempel 1 (viz. 21. STOLETÍ č. 5/2005). Dalším logickým krokem ve výzkumu komet se tak stává přímo návrat vzorků, odebraných z některého tělesa, zpět na Zemi. A právě proto byl připraven projekt Stardust.

Nejrychlejší těleso vyrobené člověkem
Kosmická sonda Stardust se na svou dlouhou cestu Sluneční soustavou vydala v únoru 1999. Po téměř sedmi letech a s téměř 4,7 miliardami kilometrů na svém kontě se v lednu 2006 vrátila zpět k Zemi.
V její blízkosti se od sondy oddělil malý kontejner, který posléze vstoupil do zemské atmosféry, jako vůbec nejrychlejší těleso vyrobené člověkem. Pouzdro o hmotnosti 46 kilogramů totiž vlétlo do atmosféry rychlostí přes 46 000 km/hod! Předčilo tak dosavadního rekordmana, velitelský modul lodi Apollo 10.
Mateřská část sondy posléze změnila směr letu aby se podobnému osudu vyhnula. V budoucnosti by tak mohla být nasměrována k jinému zajímavému objektu Sluneční soustavy.

Přežít peklo při návratu!
V ranních hodinách 15. ledna zazářil nad západem Spojených států velmi jasný meteor. Vytvořilo jej právě návratové pouzdro Stardustu, které bylo v těchto okamžicích vystaveno obrovským teplotám. Na ohnivé peklo však bylo dobře připraveno a přežilo jej bez úhony.
Ve výšce 32 kilometrů nad Zemí se rozvinul stabilizační padák. Když pouzdru se vzorky chyběly k povrchu už jenom tři kilometry, otevřel se hlavní padák. Pouzdro na něm lehce dosedlo v armádním prostoru utažské pouště. Zhruba o hodinu později bylo nalezeno posádkami pátrajících vrtulníků. „Všechno fungovalo tak dobře. Byly to vzrušující okamžiky,“ komentoval tuto fázi výpravy americký vědec Allan Cheuvront (Lockheed Martin Space Systems), který se na konstrukci sondy podílel.
První ohledání modulu hned na místě přistání ukázalo, že při sestupu nebyl poškozen a mohl tak být převezen do laboratoří NASA v Texasu, kde došlo k jeho otevření. Analýza vzorků tak mohla začít…

Riskantní nálet na kometu
Přistání a otevření kontejneru se vzorky kometárního prachu předcházelo dlouhé putování sondy Stardust meziplanetárním prostorem.  Ani to samo o sobě nebylo nudné. Dva roky po startu se sonda vrátila zpět k Zemi, aby využila jejího gravitačního pole pro získání dodatečné rychlosti, nutné k dosazení dráhy komety Wild 2. V listopadu 2002 se pak sonda setkala s malou planetkou Annefrank.
Nejdůležitější okamžiky výpravy nastaly v lednu 2004, když sonda prolétla jen 240 km od jádra cílové komety Tempel 1. „Nálet“ na kometu nebyl zcela bez rizika, protože obě tělesa se míjela relativní rychlostí téměř 22 000 km/hod! Ač byla sonda vybavena ochrannými štíty, mohlo by se pro ni setkání s větším kusem vyvrženým z komety stát osudným. Naštěstí se tak nestalo a lidé v řídícím středisku si mohli oddechnout. „Nyní se už usmíváme, protože jsme přežili,“ komentoval to s úlevou manažer projektu Tom Duxbury.

Do čeho se chytá prach?
Sada kamer a spektrometrů zkoumala kometární jádro a okolní prostředí. Na Zemi pak dorazilo 72 snímků komety. Hlavně však bylo v činnosti zařízení, které mělo za úkol nasát a zachytit prach vyvržený z komety. Tento „lapač“ prachu ve tvaru tenisové rakety obsahoval extrémně řídkou látku zvanou aerogel. Unikátní vlastnosti aerogelu umožnily polapení křehkých prachových zrníček, aniž by přitom došlo k jejich zničení.
Na základě hustoty prachu v okolí komety vědci předpokládali, že bylo zachyceno více než 2000 částic větších než 15 mikrometrů. Až teprve po otevření kontejneru se vzorky na Zemi se ukázalo, že tyto odhady nebyly správné. Byly totiž příliš pesimistické!
Tím ale výčet všech „dobrodružství“, které sonda během sedmileté výpravy prožila ještě stále nekončí! Ve vybraných úsecích své dráhy byl totiž opět aktivován lapač prachu. V letech 2000 a 2002 totiž sonda vždy po dobu několika měsíců sbírala prach, který do Sluneční soustavy proudí z mezihvězdného prostoru. Tyto prachové částečky by měly být do vesmíru vyvrženy při zániku jiných hvězd.

Překvapení uvnitř
Doslova zavaleni prachem, tak se mohou nyní vědci skutečně cítit! Už dva dny po přistání byl kontejner převezen do Johnsonova kosmického střediska (JSC) NASA v Houstonu a otevřen. Ukázalo se, že aerogel přestál přistání beze stop poškození.
A co potěšilo nejvíce? Už při pohledu pouhým okem, bez pomoci mikroskopu, v něm byly viditelné stovky stop, způsobených vnikajícími částicemi a dokonce i několik částic samotných! V takový výsledek nikdo z astronomů předem ani nedoufal. „To předčilo veškerá naše očekávání,“ říká Donald Brownlee (University of Washington, Seattle), který je hlavním výzkumníkem projektu Stardust. „Můžeme vidět množství stop. Největší z nich jsou viditelné i ze vzdálenosti tří metrů,“ dodává.
Předběžná analýza ukázala, že ve sběračích vyplněných aerogelem může být více než milión mikroskopických částeček, což zhruba tisíckrát překračuje původní odhady. A co víc, zdá se, že alespoň deset částic je větších než desetina milimetru. Největší z nich pak dosahuje průměru kolem milimetru. Do stopy, kterou taková částice v aerogelu zanechala, je možno zasunout celý prst. Černý kometární prach je skutečně na koncích některých stop opravdu viditelný.

Prach na příděl

Vědci v NASA JSC jsou nyní v roli kurátorů sbírky kometárního prachu. Jejich prvním úkolem je zpracování dokumentace zachyceného materiálu, určení polohy a směru stop jednotlivých částic. Následně jej pak budou přidělovat jednotlivým laboratořím pro další analýzu.
Na 150 vědců z celého světa na tyto vzorky už netrpělivě čekalo. Jedním z nich je i britský vědec Phil Bland (Imperial College, Londýn). „Můžeme se přiblížit ke zjištění, odkud pochází voda a atmosféra na Zemi,“ popisuje svá očekávání a připomíná, že v době, kdy byly přivezeny poslední vzorky z Měsíce, mu byly pouhé tři roky. Během jeho života je to první šance vědců analyzovat nový materiál, kromě meteoritů, pocházející z vesmíru.

Částice za miliardy, vklad pro příští generace
Blandův tým, v souladu s instrukcemi z NASA, bude zpočátku zkoumat kosmický materiál stále ještě „zabalený“ v aerogelu. Pomocí rentgenového spektrometru hodlají vědci zjistit mineralogické složení, aby jej pak mohli srovnat se vzácnými druhy meteoritů, které by mohly pocházet z komet. Teprve v pozdějších fázích budou mít vědecké týmy možnost částice z aerogelu vyjímat a zkoumat je zcela samostatně.
Ačkoliv jsou první výsledky analýz očekávány už po několika měsících, je již nyní zřejmé, že před odborníky stojí práce na mnoho let. Michael Zolensky dokonce hovoří o příštích generacích vědců, kteří budou pro tyto účely vybaveni dosud neexistujícími technikami a nástroji.
V každém případě lze výpravu za 212 miliónů dolarů (5,3 miliardy Kč) považovat za úspěšnou. „Byla to realizace 25 let trvajícího snu o zachycení a návratu vzorků z komety,“ konstatoval Peter Tsou (Jet Propulsion Laboratory).

Více se dozvíte:
http://stardust.jpl.nasa.gov

Kometa Wild 2
obíhá kolem Slunce mezi drahami Marsu a Jupitera. Tak tomu ale vždy nebylo, protože naprostou většinu svého „života“ strávila v Edgeworthově-Kuiperově pásu za Neptunem. Teprve v roce 1974 se „neopatrně“ přiblížila k Jupiteru, což způsobilo změnu její dráhy, která ji přivedla blíž ke Slunci.
Svým způsobem se tak jedná o „novou“ kometu, která se proto stala vhodným objektem pro odběr kometárního prachu.

První výsledky…
Na tiskové konferenci konané 13. března byly představeny vůbec první výsledky analýzy vzorků získaných sondou Stardust. Mezi minerály nalezenými v prachových částečkách objevili vědci olivín, který je na naší planetě například součástí plážového písku. Obecně je olivín tvořen železem, hořčíkem a dalšími prvky. Ve vzorcích z komety přitom převažuje hořčík.
Olivín ovšem vzniká, alespoň podle současných modelů, v teplejších oblastech v blízkosti hvězd, zatímco komety v mnohem větších vzdálenostech, kde panují teploty nižší. Před vědci tak vyvstává otázka, jak je možné, že se tento minerál nachází v kometě, která většinu svého života strávila na periférii Sluneční soustavy.

Aerogel – pevný kouř
Tento unikátní materiál byl do Guinessovy knihy rekordů zapsán jako pevná látka s nejnižší hustotou. Jeden krychlový centimetr totiž váží pouhé tři  miligramy. Složením připomíná sklo – jedná se o směs oxidu křemičitého a písku. Celých 99,8% jeho objemu ale tvoří vzduch.
Přestože vypadá velmi křehce, je to ve skutečnosti odolný materiál, který přežije i tvrdé podmínky startu kosmické rakety. Velmi se proto hodí pro zachycení křehkých prachových zrn, která v něm uváznou i při vysokých rychlostech, aniž by přitom byla zničena.

Stardust@home
K pátrání po mezihvězdných prachových částicích, jež byly zachyceny na opačné straně detektoru než částice uniklé z komety, využijí astronomové desetitisíce dobrovolníků, kteří se přihlásili po internetu. Vědci odhadují, že takových částic bylo zachyceno „jenom“ 45. Jejich nalezení v aerogelu přirovnávají k hledání 45 mravenců na ploše fotbalového hřiště. To představuje na 30 000 hodin lidské práce. Dobrovolníci budou mít za úkol prohlédnout dohromady na 1,6 miliónů snímků aerogelu v detektoru.

Rubriky:  Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Lákadlo pro vědce: zahalená Venuše

Lákadlo pro vědce: zahalená Venuše

Byť je Venuše naším nejbližším planetárním sousedem, stojí v...
Ruský teleskop odmítá komunikovat s řídícím střediskem

Ruský teleskop odmítá komunikovat s...

Jediný ruský radioteleskop na oběžné dráze Spektr-R odmítá reagovat na...
Objeven dosud nejjasnější kvasar

Objeven dosud nejjasnější kvasar

Hubbleův teleskop je sice jž dědeček, přesto i nadále prozkoumává vzdálená...
Grónské ledovce netají, že tají

Grónské ledovce netají, že tají

Výzkum využívající 25 let družicových dat shromážděných v ESA ukazuje, že...
Čeští badatelé objevili nový druh černé díry.

Čeští badatelé objevili nový druh...

Čtyřčlenné skupině českých vědců z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity...
New Horizons hlásí průlet kolem planetky Ultima Thule

New Horizons hlásí průlet kolem...

Sonda New Horizons, která je na cestě vesmírem již třináctým rokem,...
Evropská mise hledající exoplanety bude zahájena na podzim

Evropská mise hledající...

Mise CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) se do vesmíru...
Hvězdný tanec s nepřítelem

Hvězdný tanec s nepřítelem

Během testování nového subsystému ZIMPOL pro přístroj SPHERE, který je určen ke...
Podivuhodný svět Jupiterových měsíců

Podivuhodný svět Jupiterových...

Sluneční soustava v malém. Tak občas astronomové přezdívají systému měsíců,...
Sonda OSIRIS-REx detekovala stopy vody na planetce Bennu

Sonda OSIRIS-REx detekovala...

Americká sonda OSIRIS-REx, která minulý týden dorazila k planetce...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Vlasatice: Podivné objekty s ohonem!

Vlasatice: Podivné objekty s...

Podivné objekty s ohonem, které mnohdy byly vidět i za denního světla, měly podle...
Proč v přírodě nevidíme běžně modrou barvu?

Proč v přírodě nevidíme běžně...

Je sice pravda, že občas natrefíme na modře zbarveného...
Youtubeři: Dva z nich za svou tvorbu zaplatili životem!

Youtubeři: Dva z nich za svou...

Youtubeři jsou hitem současnosti. Lidé, kteří na webovou stránku youtube...
Záhadný mozek: Nejvýkonnější počítač ve vesmíru ukrývá naše lebka!

Záhadný mozek: Nejvýkonnější počítač...

Lidský mozek patří mezi nejméně probádané orgány našeho těla. Řídí celý náš...
Sydneyská opera: Jaká je celková kapacita hledišť?

Sydneyská opera: Jaká je celková...

Většinu architektonických divů světa nalezneme na severní polokouli. Ale i...
Anne Parillaudová: Hrdinkou proti své vůli

Anne Parillaudová: Hrdinkou proti...

Žádný seznam akčních hrdinek se neobejde bez Nikity....
O 50 let zpátky: Nesouhlas s pasivitou společnosti, který končí v plamenech

O 50 let zpátky: Nesouhlas s...

„V historii jsou okamžiky, kdy je třeba něco udělat. Já jsem se snažil....
Kontroverzní show The Big Donor: Boj o ledvinu se změní ve frašku!

Kontroverzní show The Big Donor:...

Velký šok zdaleka nejen nizozemským divákům připraví televizní stanice BNN,...
Míč: Kulatý nesmysl, se kterým si hraje celá planeta

Míč: Kulatý nesmysl, se kterým si...

Fotbal, tenis, basketbal, baseball, házená, golf a mnoho dalších globálně populárních...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.