Magnetické pole

V únoru 2022 sluneční bouře strhla z oběžné dráhy čtyřicet satelitů Starlink. Byl to jen závan toho, co může přijít jednou za sto až dvě stě let – a přetavit moderní infrastrukturu v trosky.

Nová studie odhaluje, že klíčem k počtu měsíců plynných obrů ve Sluneční soustavě není jen gravitace, ale především síla magnetického pole mladých planet. Objev mění pohled na vznik přirozených družic i za hranicemi našeho systému. Jupiter a Saturn jsou na první pohled velmi podobné planety. Oba se díky svému skupenskému složení řadí mezi plynné obry, oba mají rozsáhlé systémy měsíců a prstenců a oba mají svůj původ ve stejných základních stavebních kamenech.

Nová analýza dat sondy Cassini odhalila, že magnetické pole Saturnu se chová jinak než u Země a ovlivňuje i vznik polárních září.

Nový výzkum ukazuje, že rychlá rotace Saturnu dokáže pokřivit jeho magnetické pole natolik, že se posouvají i místa, kde vznikají jeho polární záře.

Sluneční bouře může astronauty zabít. Posádka Artemis II letí daleko za ochranné magnetické pole Země a NASA má připravený plán, jak ji před smrtícím zářením ochránit.

Amerického letce sestřeleného nad Íránem prý zachránila technologie schopná zachytit tlukot srdce na desítky kilometrů. Věda zatím nic takového nedokáže — ale kvantové senzory se posouvají rychle kupředu.

Cílem programu Artemis není zapíchnout na Měsíci vlajku, ale vybudovat zde trvalé osídlení a výzkumnou infrastrukturu. To bude pro astronauty zdravotní výzvou. Co je tam čeká?

Zemské magnetické pole vytváří speciální ochrannou dutinu sahající k Měsíci. Během lunárního rána tam klesá množství radiace o pětinu. Tento objev pomůže naplánovat bezpečnější vesmírné mise programu Artemis.

Zemské magnetické pole svým působením vytváří na Měsíci dříve neznámou oblast ochrany proti kosmickému záření.

Neviditelný kompas ukrytý v tělech ptáků, želv nebo hmyzu. Zatímco člověk magnetické pole Země nevnímá, mnohá zvířata se jím řídí s neuvěřitelnou přesností, a to při migraci přes oceány i návratu domů.

Záhada silného magnetického pole Měsíce možná konečně dostává logické vysvětlení. Vědci si desítky let lámali hlavu nad tím, proč horniny přivezené misemi Apollo vykazují překvapivě silný magnetismus. Někdy srovnatelný nebo dokonce silnější, než je ten na Zemi. To je přitom zvláštní, protože Měsíc je mnohem menší a nemá aktivní jádro, které by takové pole dokázalo dlouhodobě udržet.

Nový výzkum z Oxfordu přinesl odpověď na otázku, která vědce mátla desítky let. Analýza hornin z misí Apollo ukazuje, že magnetické pole Měsíce bylo většinou slabé, ale občas se na krátkou dobu dramaticky zesílilo.

Na první pohled je Mars pustou planetou. Nový výzkum českých vědců ale naznačuje, že v jeho atmosféře může docházet k jevům připomínajícím pozemské blesky.

Desítky let se vědci přeli: měl Měsíc silné magnetické pole, nebo byl od počátku bezbranný? Vzorky z misí Apollo ukazovaly na obrovskou sílu, ale fyzika tvrdila opak.

Co se stane, když sluneční superbouře zasáhne Mars? Díky orbitálním sondám Evropské kosmické agentury (ESA) to nyní víme – poruchy kosmických lodí a nadměrné nabití horní atmosféry. Detaily toho, jak setkání kosmické superbouře a Marsu vypadalo, teď astronomové popsali v odborném časopise Nature Communications.

Planetární vědci se až dosud zabývali zásadní otázkou týkající se rané historie Měsíce. Měl kdysi Měsíc silné, nebo slabé magnetické pole? Nová studie publikovaná v časopise Nature Geoscience konečně přinesla odpovědi.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) umožnil astronomům vytvořit 3D mapu horní atmosféry Uranu.

NASA chystá revoluční misi ESCAPADE, která pomocí dvojice identických satelitů poprvé nabídne stereoskopický pohled na magnetické prostředí Marsu. Vědci doufají, že se jim podaří zjistit, proč rudá planeta ztratila svou kdysi hustou atmosféru, a také odhalit míru vlivu slunečního počasí na našeho souseda. Dvojice satelitů ESCAPADE je již na cestě k Marsu.

Uran je podivín sluneční soustavy. Kolem Slunce se doslova „válí“ na boku a jeho magnetické póly leží tam, kde by je člověk nečekal. Teď k tomu přibyl další důkaz jeho výjimečnosti: James Webb Space Telescope (JWST) poprvé detailně zmapoval horní atmosféru planety — ne jen obrazově, ale fyzikálně. V datech jsou čitelné teploty, hustoty i stopy po částicích, které do systému pumpuje Slunce.

V blízkosti černých děr se odehrávají procesy, které posouvají známé fyzikální zákony na samotnou hranici jejich možností.

Čeští vědci ukázali, že v atmosféře Marsu dochází k elektrickým výbojům podobným bleskům. Čtyřčlennému výzkumnému týmu z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy a Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR se to povedlo zjistit na základě měření americké sondy Maven.

Vesmírný teleskop Jamese Webba poprvé vytvořil trojrozměrnou mapu atmosféry planety Uran. Detailní měření teploty i iontů odhalilo nečekanou aktivitu, zvláštní polární záře a potvrdilo, že tato vzdálená planeta se stále pomalu ochlazuje.

Magnetické pole Mléčné dráhy je dlouhodobou záhadou. Nedávná studie se ji pokusila rozluštit vytvořením podrobné mapy, čímž odhalila nečekané a fascinující poznatky o tom, jak proudí vesmírem. Tento výzkum je důležitý nejen pro pochopení magnetické struktury uvnitř naší galaxie, ale i toho, jak se v průběhu času měnila. Každá galaxie má i magnetické pole. Bez něj by se zhroutila. Pohromadě udržuje i Mléčnou dráhu, ačkoli ho okem nevidíme. „Bez magnetického pole by se galaxie vlivem gravitace zhroutila do sebe,“ uvedla Dr. Jo-Anne Brownová, profesorka na katedře fyziky a astronomie na Univerzitě v Calgary v Kanadě.

Malý ledový měsíc Enceladus, obíhající kolem planety Saturn, překvapuje vědce nejen gejzíry vodní páry a jistým potenciálem pro vznik života, ale i svým nečekaně silným elektromagnetickým vlivem na obrovské magnetické pole Saturnu.

Malý ledový měsíc Enceladus na okraji prstenců obří planety Saturn splňuje klíčové podmínky vhodné pro mimozemský život (což neznamená, že tam je). Nová mezinárodní studie, na níž se podílel i český vědec z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR, navíc ukazuje, že Enceladus má se svými vodními gejzíry i nečekaně silný vliv na celé magnetické pole Saturnu.

Vědci našli na Měsíci podivné částice, které s největší pravděpodobností pocházejí ze Země. V měsíčním prachu se tak ukrývají dávné stopy po atmosféře naší planety. Otevírají nové možnosti pro cíle budoucí mise.

Fyzik Tomáš Jungwirth už získal celou řadu prestižních ocenění, patří také mezi světově nejcitovanější české vědce. Teď ho oslovil prestižní časopis Nature, aby pro něj shrnul své aktuální bádání na poli takzvaných altermagnetů, které objevil.

Nová studie odhaluje, že zemské magnetické pole nevzniká jen v tekutém jádře, ale jeho sílu a stabilitu ovlivňují i obří skryté struktury ve spodním plášti planety. Tyto „hlubinné kontinenty”, zvané LLVP, mění tepelné toky mezi pláštěm a jádrem – a tím i samotné geodynamo, které umožňuje život na Zemi.

Hluboko pod povrchem Země, kam se nikdy nedostane vrták ani sonda, se zřejmě nacházejí rozsáhlé a dosud málo pochopené struktury, které ovlivňují jednu z nejzásadnějších vlastností planety: její magnetické pole.

Co by se stalo, kdyby zemské jádro přestalo generovat magnetické pole? Sluneční vítr by zničil atmosféru a radiace by spálila povrch.

Češi mohli v úterý večer na severním obzoru opět vyhlížet slabší polární záři (auroru borealis) ve formě červených a purpurových sloupů. Světelná show podobná té z předchozí noci se však již nekonala.

Asi 730 světelných let od Země se odehrává kosmická záhada, která astronomům nedá spát. Mrtvá hvězda známá jako RXJ0528+2838 se totiž chová způsobem, který podle současných teorií vůbec nedává smysl. Kolem jejího hustého jádra se formuje jasná a energeticky velmi silná mlhovina, přestože by k tomu – alespoň podle všeho, co o podobných objektech víme – nemělo vůbec docházet. RXJ0528+2838 je bílý trpaslík, tedy pozůstatek hvězdy podobné našemu Slunci, která vyčerpala své palivo a „odhodila“ vnější vrstvy. Navíc obíhá kolem svého hvězdného společníka. Binární hvězdný systém není ve vesmíru ničím výjimečným. Zvláštní je ale to, co se děje okolo.

Vědci poprvé prokázali, že vnitřní jádro Země možná není pevné, ale existuje ve zvláštním superiontovém stavu – kovová mřížka s proudícími lehkými atomy. Tento objev vysvětluje dlouholeté seismické záhady a odhaluje nový zdroj energie pro magnetické pole, které chrání život na Zemi.

Země má plazmový ocas, který sahá tisíce kilometrů do vesmíru – a když zasáhne signály z družic, může zcela rozhodit GPS, rádio i satelitní spojení. NASA i ESA jej intenzivně zkoumají, protože jde o klíčový prvek v ochraně (a občasném narušování) naší technologické infrastruktury.

Mise Swarm od evropské kosmické agentury ESA detekovala během listopadové geomagnetické bouře výraznou, ale pouze dočasnou špičku vysokoenergetických protonů u pozemských pólů. Zajímavé je, že k detekci nedošlo pomocí palubních přístrojů určených k měření zemského magnetického pole, ale díky sledovačům hvězd, kamerám využívaným pro určování orientace družice v prostoru. U mise Swarm došlo k takovému typu objevu vůbec poprvé. Zatímco magnetometry družic Swarm zaznamenaly 12. listopadu magnetické výkyvy desetkrát silnější než obvykle, byly to právě sledovače hvězd, které zaznamenaly dočasný nárůst vysokoenergetických protonů v okolí pólů. Během geomagnetické bouře ve dnech 11. až 13. listopadu byly úrovně toku vysokoenergetických protonů 300krát vyšší než obvykle.

Zemská atmosféra po miliardy let postupně uniká do vesmíru a její částice dopadají na povrch Měsíce. Mohlo by jít o dobrou zprávu pro budoucí kolonisty.

V prvním dílu tohoto miniseriálu jsme se podívali na synchronní motor, který se v elektromobilech používá nejčastěji. Podívejme se teď na jeho blízkého sourozence, tedy motor asynchronní.

V nitru Země může panovat mnohem dynamičtější svět, než si vědci dosud mysleli. Nový výzkum ukazuje, že pevné vnitřní jádro není jen kus železa. Má být v takzvaném superionickém stavu, který připomíná směs pevné mřížky a tekuté části. Objev vysvětluje zvláštní vlastnosti seismických vln i to, odkud Země bere energii pro své magnetické pole.

Vědci z Hebrew University of Jerusalem právě rozmetali dlouho přijímaný předpoklad o tom, jak světlo ovlivňuje materiály — ukázali, že magnetická složka světla hraje aktivní roli při jeho šíření a interakci s hmotou. Nejde jen o drobnou korekci, ale o zcela nový pohled na základní fyzikální jev. Tento objev může mít zásadní důsledky pro optiku, spintroniku i kvantovou technologii.

Na dně severního Atlantiku byl nalezen možná nejstarší navigační systém, jaký kdy věda zaznamenala – mikroskopické krystaly magnetitu, které před 97 miliony let vytvořil dosud neznámý živočich. Tyto „magnetofosílie“ ukazují, že schopnost orientovat se podle magnetického pole Země, známá jako magnetorecepce, má mnohem starší původ, než se dosud předpokládalo.

Vědci do dnešních dnů předpokládali, že za Faradayovým efektem stojí výhradně elektrická složka světla. Ta magnetická byla považována za příliš slabou a prakticky bez významu. Nová studie, kterou vedli Dr. Amir Capua a Benjamin Assouline, ale toto přesvědčení vyvrací. Podle jejich výpočtů světlo neovlivňuje hmotu jen svým elektrickým polem, ale také magneticky, a to mnohem výrazněji, než se čekalo.

Magnetické pole Země funguje jako neviditelný štít, který odklání nabité částice ze Slunce a chrání život na povrchu planety. Jenže tenhle štít má...

Magnetické pole Země se začalo přeskupovat zvláštním způsobem. Nad Jižní Amerikou slábne, Kanada ztrácí svou dlouholetou výhodu a Sibiř se stává nečekaně silným hráčem.

Polární záře vzniká poté, co se srazí sluneční vítr s magnetickým polem Země. Barva záře záleží na tom, jaký plyn se s částicemi střetl. Polární záře existují i na jiných planetách v naší Sluneční soustavě.

Jedna z nejmohutnějších slunečních bouří posledních let zasáhla Zemi a přináší riziko výpadků GPS, rušení komunikace a změn v magnetickém poli planety. ESA i NOAA sledují situaci v reálném čase – Slunce totiž vstupuje do nejaktivnější fáze svého cyklu.

Když byla Mise Solar Orbiter Evropské kosmické agentury dopravena na oběžnou dráhu se sklonem k rovině sluneční soustavy, připravila vědcům první vzrušující pozorování. Jako bonus přineslo několik významných překvapení.

Nový výzkum CERN a Oxfordské univerzity ukazuje, že magnetická pole ve vesmíru mohla vzniknout spontánně v prvních zlomcích sekundy po Velkém třesku – bez hvězd, galaxií nebo struktur. Pomocí experimentů s plazmatem vědci demonstrovali, jak drobné fluktuace elektrického pole mohly zažehnout síly, které dodnes prostupují vesmírem.

Bezdrátové nabíjení je pohodlné, ale zdaleka ne kouzelné. Využívá promyšlenou hru magnetických polí, cívky a chytré elektroniky. Jak funguje, proč není tak rychlé jako kabel a co chystá budoucnost?

Země se chovala podivně: kontinenty jako by poskakovaly a magnetické pole chaoticky kolísalo. Vědci z Yaleovy univerzity nyní přišli s vysvětlením.

Magnetické pole Země, které nás chrání před slunečním zářením, vykazuje známky oslabení a možných změn polarity. Nová studie upozorňuje na změny, které by mohly ovlivnit vše od satelitů po elektrické sítě – a naznačuje, že se blížíme k významné geofyzikální proměně.

Čtyři satelity NASA z mise MMS zaznamenaly nečekané magnetické „zpětné rázy“ v zemské magnetosféře. Tento objev může přepsat naše chápání vesmírného počasí i způsob, jakým magnetické pole Země komunikuje se slunečním větrem – a tím ovlivňuje technologie i bezpečnost naší civilizace.

Pekelně horká, ukrytá pod neproniknutelnou vrstvou oblaků. A přesto — nebo právě proto — se stává cílem další vlny planetárního výzkumu. Kosmické agentury jako NASA, ESA, ISRO, ale i soukromé společnosti připravují sondy, které mají prolomit mlhu neznáma a přinést odpovědi na otázky, které si klademe už desítky let. Co se skrývá v mracích Venuše a co pod nimi? Je stále geologicky aktivní? A mohla mít někdy oceány a podmínky vhodné pro život? Ve druhé, a zároveň poslední části povídání o naší sesterské planetě se podíváme na to, co má přinést budoucí výzkum a proč bychom vlastně měli Venuši chtít dále zkoumat, když dosavadní bádání prokázalo, že jde o velmi nehostinné místo plné jedovatých látek? Může se sice zdát, že Venuše už nemá co nabídnout, ale opak je pravdou. V nadcházejících letech se k ní chystá hned několik ambiciózních misí, které mají odhalit, jak se z pravděpodobně kdysi obyvatelného světa stalo rozžhavené peklo a zda něco podobného nehrozí i nám. Již proběhlé mise nám poodhalily podivný svět s velmi zajímavou a složitou atmosférou. Kromě toho je zde celá řada dalších podivností, které v kontextu toho, co platí na Zemi, na Venuši nedává smysl. Například se často říká, že magnetické pole chrání Zemi před ztrátou atmosféry. Jenže to nabourává právě náš blízký planetární soused, který naopak nemá významné magnetické pole, ale stále má atmosféru – a to téměř stokrát hustší než ta pozemská! Jak je to možné? A co nám uniká? Venuše může být klíčem k porozumění planetárním atmosférám. Bez dalšího výzkumu to ale nepůjde.

Místo, kde bývalo magnetické pole Země stabilní a silné, teď znepokojuje vědce z celého světa.

Za jedenáct let pozorování ze tří satelitů Swarm zjistili vědci, že maximální intenzita magnetického pole v Kanadě poklesla o 801 nanoTesla, zatímco v Sibiři vzrostla o 260 nanoTesla.

Tento týden rozvířil zejména let Super Heavy Starship, kterážto sestava letěla naposledy v současných vývojových verzích. A ačkoli i tomuto tématu se budeme věnovat, v týdnu se děly i další věci. Jako hlavní téma si Kosmotýdeník tentokrát zvolil souhrn jedenácti letého sběru dat z družic Swarm, které studují magnetické pole Země a osvětlují záhady kolem magnetických anomálií. V dalších tématech nás čeká převoz lodi Orion do VAB, nový lunární modul s nosností tři tuny a přípravy na start japonské zásobovací lodi HTV-X. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Sonda Solar Polar-orbit Observatory odstartuje v roce 2029 a zamíří na jedinečnou oběžnou dráhu nad póly Slunce. Vědci od ní očekávají odpovědi na dosud nezodpovězené otázky o magnetickém poli hvězdy, slunečním větru i možném vlivu na Zemi – včetně přepólování našeho vlastního magnetického pole.