Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Mimořádně výkonná černá díra

Mimořádně výkonná černá díra

Rentgenové záření v kupě galaxií RX J1532.9+3021 Autor: X-ray: NASA/CXC/Stanford/J.Hlavacek-Larrondo et al, Optical: NASA/ESA/STScI/M.Postman & CLASH team
Rentgenové záření v kupě galaxií RX J1532.9+3021
Autor: X-ray: NASA/CXC/Stanford/J.Hlavacek-Larrondo et al, Optical: NASA/ESA/STScI/M.Postman & CLASH team
Astronomové využili možností kosmické observatoře Chandra X-ray Observatory a celé plejády pozemních dalekohledů k odhalení jedné z nejvýkonnějších supermasivních černých děr. Nově objevená černá díra vytvořila obrovské struktury v okolním horkém plynu a zabránila tak vzniku více než biliónu nových hvězd.

Černá díra se nachází v kupě galaxií s názvem RX J1532.9+3021 (zkráceně RX J1532). Od Země je vzdálena 3,9 miliardy světelných roků. Publikovaná fotografie vznikla složením snímků v oboru rentgenového záření (Chandra) odhalujících horký plyn v kupě galaxií – fialová barva a v oboru viditelného světla (HST) zobrazujících galaxie – žlutá barva. Galaktická kupa intenzivně září v oboru rentgenového záření, z čehož vyplývá, že je nesmírně hmotná – její hmotnost se odhaduje na tisíc biliónů hmotností Slunce. V jejím centru leží velká eliptická galaxie obsahující supermasivní černou díru.

Velké množství horkého plynu poblíž centra kupy galaxií však představuje záhadu. Horký plyn vyzařující rentgenové záření by měl postupně chladnout; a hustý plyn v centru kupy by měl chladnout nejrychleji. Předpokládá se, že tlak uvnitř studeného plynu v centru kupy galaxií poklesne, což způsobí, že další plyn z vnějších oblastí bude proudit směrem ke galaxiím, a to povede ke vzniku několika biliónů hvězd v této oblasti. Astronomové však zjistili, že zde neexistuje žádný důkaz pro překotnou tvorbu hvězd v centru této kupy galaxií.

Obdobný problém byl popsán v mnoha galaktických kupách, avšak RX J1532 je mimořádným případem, kde chladnoucí plyn může být obzvláště pozoruhodný vzhledem k jeho vysoké hustotě v blízkosti centra kupy. Z několika tisíc doposud známých galaktických kup pouze necelá desítka z nich je tak extrémní jako RX J1532. Asi nejpozoruhodnější je kupa galaxií v souhvězdí Fénix (Phoenix Cluster), kde byl naopak pozorován velký počet vznikajících hvězd.

Rentgenové záření v kupě galaxií RX J1532.9+3021 Autor: X-ray: NASA/CXC/Stanford/J.Hlavacek-Larrondo et al, Optical: NASA/ESA/STScI/M.Postman & CLASH team
Rentgenové záření v kupě galaxií RX J1532.9+3021
Autor: X-ray: NASA/CXC/Stanford/J.Hlavacek-Larrondo et al, Optical: NASA/ESA/STScI/M.Postman & CLASH team
Co brání v kupě galaxií RX J1532 vzniku dalších hvězd? Snímky, které byly pořízeny pomocí Chandra X-ray Observatory a radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) poskytly odpověď na tuto otázku. Fotografie zachycující rentgenové záření ukazuje dvě velké „dutiny“ (cavity) v horkém plynu na obou stranách centrální galaxie. Snímek v oboru rentgenového záření byl speciálně zpracován za účelem zvýraznění těchto dutin. Obě bubliny souvisí s tzv. jety (výtrysky), které jsou viditelné v oboru rádiového záření na snímcích z VLA. Umístění supermasivní černé díry mezi oběma dutinami je jasným důkazem, že supersonické výtrysky generované černou dírou vytvořily v okolním horkém plynu dutiny pozorované v oboru rentgenového záření (schází zde horký plyn, a tudíž i rentgenové záření).

Rázové vlny – obdoba tzv. sonického třesku – způsobily rozpínání vytvořených dutin a uvolnily energii v podobě zvukových vln, které se šíří napříč horkým plynem a představují tak zdroj tepla, což zabraňuje postupnému chladnutí plynu a vzniku nových hvězd.

Pozorované dutiny v horkém plynu mají průměr 100 000 světelných roků, což je srovnatelné s průměrem naší Galaxie (Mléčné dráhy). Energie generovaná k jejich vytvoření dosahuje největší hodnoty známé v dosud pozorovaných kupách galaxií. Je například téměř 10krát mohutnější než energie potřebná k vytvoření obdobných dutin v kupě galaxií v souhvězdí Persea.

Ačkoliv energetický výkon výtrysků musí být generován hmotou padající na černou díru, nebylo detekováno žádné rentgenové záření vznikající právě tímto způsobem. Tato skutečnost se dá vysvětlit tak, že černá díra není supermasivní, nýbrž „ultramasivní“, přičemž její hmotnost více než deset miliardkrát převyšuje hmotnost Slunce. Taková černá díra je schopna produkovat mimořádně silné výtrysky i bez „konzumace“ velkého množství hmoty, a proto v takovém případě vzniká v důsledku zahřívání hmoty padající na černou díru jen velmi malé množství rentgenového záření.

Další možné vysvětlení spočívá v tom, že černá díra má hmotnost odpovídající „pouze“ jedné miliardě hmotnosti Slunce, avšak velmi rychle rotuje. Taková černá díra může vytvářet velmi energetické jety v porovnání s pomalu rotující černou dírou, i když spotřebovává stejné množství hmoty. V obou případech se jedná o mimořádně hmotné černé díry.

Supermasivní černá díra RX J1532.9+3021 se nachází v souhvězdí Corona Borealis. Šířka publikovaného obrázku je přibližně 1,6 miliónu světelných roků.

Zdroj: chandra.harvard.edu
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Za súmraku

Vrch Ostrá 1247mnm. Počas astronomického súmraku ešte posledné slnečné svetlo osvetľovalo horizont. Na fotke je vidieť Mesiac, Mars, Venušu a Mliečnu cestu.

Další informace »