Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry

Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry

Série pozorování oblaku G2 zobrazená v souřadnicích pozice—rychlost mezi roky 2004 a 2013. Je dobře patrné, že pohyb oblaku se s přibližováním k Sgr A* zrychluje a současně je tvar oblaku narušován gravitací černé veledíry Autor: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Série pozorování oblaku G2 zobrazená v souřadnicích pozice—rychlost mezi roky 2004 a 2013. Je dobře patrné, že pohyb oblaku se s přibližováním k Sgr A* zrychluje a současně je tvar oblaku narušován gravitací černé veledíry
Autor: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
V roce 2002 byl na snímcích okolí centra naší Galaxie objeven prachový oblak, který dostal označení G2. O deset let později se ukázalo, že oblak míří po vysoce eliptické dráze k samotnému centru Galaxie, kde sídlí černá veledíra o hmotnosti asi 4 milionů sluncí. Fyzikální podstata tohoto oblaku však doposud není známa. M. Zajaček, diplomant V. Karase z AsÚ, se věnoval mimo jiné i simulacím průletu hvězd zahalených v oblaku prachu kolem černých veleděr. Zřejmou motivací byla předpověď chování oblaku G2 po jeho průletu.

Většina galaxií má ve svých jádrech černé veledíry, obří objekty s hmotnostmi přesahujícími milion hmotností Slunce. Tyto veledíry nasávají (odborně akreují) materiál ze svého okolí, který spiráluje pod horizont událostí veledíry. Uvolněná potenciální energie je vyzářena v tvrdých oblastech spektra, procesy v padajícím materiálu jsou zdrojem i rádiového záření. Vzhledem k nerovnoměrnosti rozložení materiálu v okolí černých veleděr je záření svědčící o akreci tohoto materiálu v čase velmi proměnné.

Nám nejbližším zástupcem této skupiny astrofyzikálních objektů je přirozeně centrum naší Galaxie, které na obloze souhlasí s pozicí rádiového zdroje označovaného jako Sgr A*. Z označení je patrné, že jde o první rádiový zdroj objevený v souhvězdí Střelce. Tento zdroj má tři části, přičemž nejjasnější z nich je kompaktní objekt rozlišený onou hvězdičkou v označení. Odhaduje se, že z těsného okolí Sgr A* v průměru pohltí pouze jednu stotisícinu hmotnosti Slunce ročně, což je o mnoho řádů méně než spolykají jádra skutečně aktivních galaxií. I záření Sgr A* je v čase proměnné, což svědčí o epizodické akreci hmoty.

Otázkou zůstává, v jaké formě je tento materiál k veledíře dopravován. Když byl objeven oblak G2 a především zjištěno, že projde blízko Sgr A*, objevila se otázka, zda se nejedná o typický způsob dopravy materiálu v případě málo aktivních jader. Podstata oblaku G2 však zásadním způsobem mění průletové scénáře. O oblaku se totiž zatím z pozorování ví pouze to, že jde o prašný objekt (s přebytkem infračerveného záření), který pericentrem dráhy proletí v roce 2014. M. Zajaček a jeho kolegové studovali tři možné scénáře: buď je G2 skutečně jen mlhovinou, nebo může ve svém středu obsahovat horkou hvězdu, jež je zcela zahalena do prašného obalu a není tedy pozorovatelná, nebo dokonce dvojhvězdu. Zejména dva posledně jmenované scénáře jsou pro astronomy velmi atraktivní, protože kromě transportu materiálu pro nakrmení černé díry přispívá ještě jedné záhadě galaktického centra. Najdeme zde totiž velké množství mladých horkých hvězd (tzv. S hvězd), které zde nemohly vzniknout, neboť pro tyto účely zde není k dispozici dostatek materiálu. Různá vysvětlení podstaty G2 oblaku však znamenají také různé celkové hmotnosti prašného objektu a především různé množství odevzdaného materiálu.

Scénář objektu G2 s hvězdou se zprvu jevil jako spíše nepravděpodobný, avšak v současné době se k němu začíná přiklánět stále více expertů. Důvodem je právě dosavadní nízká, nezvýšená aktivita černé veledíry (Sgr A*) během průchodu objektu G2 pericentrem své dráhy (viz nová pozorovatelská data publikovaná v astronomických telegramech: ATEL #6110 a #6285), což se zdá být v nesouladu s předpověďmi modelu s oblakem a naopak v souladu s hypotézou o hvězdě.

Model použitý M. Zajačkem v sobě zahrnuje gravitační i negravitační působení, plynnou i prachovou složku a také vliv záření hvězd. Výsledky simulace ukazují, že průběh průchodu G2 kolem černé veledíry se zásadně liší pro jednotlivé scénáře. Zatímco v bezhvězdném scénáři je oblak při průchodu pericentrem roztrhán slapovými silami, v případě scénáře s hvězdou způsobují slapové síly deformaci objektu a převážná část materiálu je veledírou od hvězdy odsáta, část však přecijen průlet přečká a od hvězdy odtržena není. Zajímavý je i dvojhvězdný scénář, neboť při průletu kolem Sgr A* může dojít k slapovému rozpadu dvojhvězdy, přičemž jedna ze složek by zůstala na blízké orbitě Sgr A*, zatímco druhá by získala únikovou rychlost a odletěla pryč. Je zajímavé, že destrukce prachové obálky černou veledírou by byla v případě dvojhvězdného scénáře účinnější než v případě samotinké zahalené hvězdy.

Získané výsledky mají obecnou platnost, diskutovány jsou nejrůznější možné scénáře, jež závisí pouze na parametrech studovaného systému černá díra—nalétající oblak. Aktuálně sledovaný oblak G2 však velmi dobře posloužil jako testovací exemplář. Model astronomů z AsÚ tedy dává jasné předpovědi na chování oblaku G2 po průchodu pericentrem. Bude oblak zničen? Bude odhaleno hvězdné jádro? Nebo se snad v těsné blízkosti Sgr A* rozpadne dvojhvězda? Uvidíme v následujících měsících.

Reference: Zajaček, M., Karas, V. a Eckart, A., Dust-enshrouded star near supermassive black hole: predictions for high-eccentricity passages near low-luminosity galactic nuclei, Astronomy & Astrophysics 565 (2014) A17, arXiv:1403.5792
Kontakt: Mgr. Michal Zajaček, michal_zajacek@yahoo.com

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.




Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.



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 »