Technologické novinky: Snímek nových galaxií, nezničitelné mosty, supermasivní černá díra, baterie inspirovaná vitaminem B2

Nový jihoafrický radioteleskop na prvním snímku zachytil 1300 nových galaxií

V Jižní Africe, asi 560 kilometrů severně od Kapského města, začala pracovat soustava radioteleskopů MeerKAT (česky tato zkratka znamená surikatu).

Zatím je v jejím rámci zapojeno jen 16 z konečného počtu 64 parabolických antén. Její parabolické „mísy“ měří v průměru 13.5 metru a umějí zachytávat radiové vlny z vesmíru na vlnových délkách od 3 do 30 centimetrů.

Soustava v rámci zkušebního provozu pořídila zatím jeden radiový snímek poměrně malého úseku oblohy (přesněji jedné setiny procenta), kde bylo předtím známo jen asi 70 galaxií. Přesto vědci na tomto jediném snímku uviděli galaxií asi 1300. Všech 64 antén soustavy MeerKAT bude zapojeno koncem příštího roku a za další dva roky dojde k rozšíření spektra vlnových délek, ve kterém bude umět soustava MeerKAT pracovat.

Čtěte také

Již dnes je však soustava MeerKAT největším a nejlepším radioteleskopem na jižní polokouli. Tento stav bude trvat až asi do roku 2024, kdy zahájí činnost globální síť radioteleskopů SKA (Square Kilometre Array), jejíchž přes 3000 antén, rozmístěných na ploše jednoho čtverečního kilometru, bude spřaženě fungovat jako jedna velká anténa. V rámci sítě SKA budou zapojena pole antén různého druhu, umístěné jednak v Austrálii a jednak v Africe. Do této sítě bude dokonce přímo integrována i soustava MeerKAT, jejíž specialitou bude mapování radiogalaxií, kvazarů a výzkum supermasivních černých děr.

Phys.Org, Astronomy, Science Alert, Inverse, Motherboard, AstroWatch, Science Bulletin, SKA, MeerKAT

„Nezničitelné“ mosty

Profesorka Wanda Lewis z britské Univerzity ve Warwicku napsala studii, ve které popisuje nový matematicky optimalizovaný typ inženýrských návrhů pro stavbu mostů. Takto vytvořené mosty, částečně inspirované přírodními tvary a strukturami, pak budou mimořádně odolné a budou potřebovat jen minimální opravy a údržbu.

Vyznačují se tím, že jsou tvarovány a „drženy pohromadě“ z velké části pomocí vlastní hmotnosti a nepůsobí na ně žádná zbytečná napětí a momenty sil. Silové poměry či napětí uvnitř struktury takto navrženého mostu se navíc příliš nemění ani při jeho rozmanitém a dlouhodobém zatížení. Ze speciálního tvaru a struktury mostů pak plyne jejich větší odolnost a trvanlivost, které se promítnou do menších nároků na jejich opravu a údržbu.

Mosty, částečně inspirované přírodními tvary a strukturami, pak budou mimořádně odolné a budou potřebovat jen minimální opravy a údržbu|foto: University of Warwick, Wanda Lewis

Profesorka Lewis se ve své studii inspirovala u různých přirozených struktur, jako jsou tvary stromů a listů, ulity mušlí aj. živočichů nebo tvar mýdlových bublin.

Většina přírodních tvarů je produktem minimalizace jistých typů energie a tendence k nalezení minimálního pole napětí v rámci příslušné struktury. Stejné přírodní tvary se také velmi úspěšně vyrovnávají se zatížením, které přichází z vnějšího prostředí. Ideální tvar mostního oblouku podle profesorky Lewis je pak odlišný od klasického parabolického oblouku nebo od tvaru volně zavěšeného řetězu, obráceného hlavou dolů.

Phys.Org, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science, Warwick University, Institution of Mechanical Engineers, Inhabitat, EurekAlert

Supermasivní černá díra, který se nezrodila z normálních hvězd

Astronomové z Texaské univerzity v Austinu a Harvardova-Smithsoniánského střediska pro astrofyziku objevili první experimentální důkaz existence supermasivní černé díry v raném stadiu vesmíru, která nevznikla obvyklým způsobem, jakým vznikají černé díry v centrech galaxií dnes. Tedy cestou gravitačního kolapsu běžných hvězd a dalším postupným růstem nebo spojováním takto vzniklých černých děr.

Podle teoretických modelů na podobný scénář tehdy nebylo dost času. Neexistovaly dokonce ani vhodné podmínky pro vznik nejstarších supermasivních černých děr, které se rychle staly centry zcela prvních kvazarů a galaxií ve vesmíru.

Galaxie Cosmos Redshift 7, zkráceně CR 7|foto: ESO/M. Kornmesser

Tehdy však bylo na druhou stranu možné, aby se z velkých oblaků mezihvězdného vodíku a hélia působením masivních shluků temné hmoty utvořily černé díry v podstatě přímo a navíc velmi rychle, tj. bez mezistupně spočívajícího ve vytváření a dlouhém vývoji mnoha hvězd.

Tento způsob však mohl fungovat jedině díky všudypřítomnému intenzivnímu ultrafialovému záření, kterého byl tehdy horký vesmír plný. Bez něj by se chladná mezihvězdná hmota rozpadla na jakési lokální menší „žmolky“, ze kterých by hojně vznikly normální hvězdy, nikoliv však černé díry.

Vědci nyní přesně takovou situaci zachytili v galaxii zvané CR7, která je od nás tak daleko, že ji vidíme ve stavu asi 800 milionů let po Velkém třesku. V této galaxii totiž existuje tak neobvyklý a horký zdroj intenzivního záření (s teplotou kolem 100 tisíc Kelvinů), který ukazuje na přítomnost černé díry o hmotnosti zhruba 100 tisíc Sluncí, vzniklé takřka přímým a současným kolapsem velkého oblaku mezihvězdné hmoty (mezistupněm zde ovšem pravděpodobně byla jedna supermasivní hvězda velmi nadměrných rozměrů). Vědci také zjistili, že existují nejméně 4 další galaxie, podobné CR7.

ScienceNews. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, RAS, Phys.Org, SpaceDaily, Universe Today, Science Bulletin, Astronomy, arXiv

Baterie inspirovaná vitaminem B2

Vědci z Harvardské školy pro inženýrství a aplikované vědy vyvinuli nový typ levné, nehořlavé, nekorodující a netoxické kapalné baterie. Chemická látka, kterou použili k jejímu sestrojení, vznikla modifikací molekuly riboflavinu, tedy vitaminu B2, a jmenuje se alloxazin. Zatímco riboflavin je důležitý pro chemickou konverzi potravy na zásoby energie v našem těle, nová molekula z něj odvozená se hodí pro skladování chemické energie v rámci tzv. redoxní kapalné baterie a může sloužit jako vhodný a levně vyrobitelný materiál pro její elektrolyt, který nese elektrický náboj.

Čtěte také

Energetická kapacita kapalné baterie je navíc úměrná velikosti nádrže. Čili chceme-li mít akumulátor s větší kapacitou, stačí dolít kapalinu nebo přidat další nádrž. Nová organická molekula proto otevírá cestu ke kapalným bateriím s obrovskými kapacitami. Vědci navíc zkoumají další organické molekuly, které by mohly v tomto smyslu nabídnout ještě lepší parametry, např. chinony. Science Magazine, ScienceDaily, Nature Energy, Harvard University, Engadget, Energy matters, Youtube

Science Magazine, ScienceDaily, Nature Energy, Harvard University, Engadget, Energy matters, Youtube