Související stránky k článku Původ supermasivních černých děr odhalily simulace na superpočítačích
Přesvědčivý důkaz existence supermasivních černých dvojděr v aktivních galaktických jádrech přinesl mezinárodní výzkumný tým, kterého součastí byl i astrofyzik Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Výsledky studie, která zpracovávala data získaná největšími radioteleskopy na světě, byly nedávno prezentovány v prestižním odborném časopise The Astrophysical Journal. Na výzkumu se podílel tým odborníků z pěti zemí a osmi vědeckých či univerzitních pracovišť.
Kosmický dalekohled Jamese Webba objevil v rámci průzkumu CEERS dosud nejvzdálenější aktivní supermasivní černou díru. Skrývá se v galaxii, která je stará jen něco přes 570 milionů let od velkého třesku. Současně byly objeveny další dvě menší černé díry a přes deset extrémně vzdálených galaxií.
Supermasivní černá díra uprostřed kvazaru H1821+643, který je vzdálen od Země asi 3,4 miliardy světelných roků, rotuje zhruba poloviční rychlostí světla. Kompozitní snímek kvazaru H1821+643 v úvodu článku obsahuje rentgenové záření zachycené družicí Chandra (modrá barva), které bylo zkombinováno s rádiovým zářením z radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (červená barva) a s optickým světlem z dalekohledu PanSTARRS na Havaji (bílá a žlutá barva).
Nově objevená hvězda pojmenovaná S4716 dosahující rychlosti 8 000 km/s se přibližuje na vzdálenost 98 AU (astronomických jednotek) k objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4,1 miliónu hmotností Slunce v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy. Toto gravitační monstrum je obklopeno skupinou hvězd (označovanou jako S-cluster), která kolem černé díry obíhá vysokou rychlostí.
HD1, tak zní označení potenciálně úplně nejvzdálenějšího kosmického objektu, který kdy lidé svými přístroji spatřili. Od této galaxie k nám světlo podle prvotních měření letělo 13,5 miliardy let. Díváme se tedy na vzhled objektu, jak vypadal ve chvíli, kdy vesmír existoval pouhopouhých 300 milionů let, což činí jen něco málo přes dvě procenta současné doby existence kosmu. Rudý posuv galaxie se rovná hodnotě 13,3. Tento, podle prvních měření opravdu mimořádný objev učinili vědci z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian Institut.
Na připojeném obrázku je momentka z počítačové simulace ROMULUS ukazující středně hmotnou galaxii, její jasný centrální region se supermasivní černou dírou a polohy (a rychlosti) „toulajících se“ supermasivních černých děr (ty nepřipoutané k jádru; úsečka 10 kpc odpovídá vzdálenosti přibližně 31 000 světelných roků). Simulace studovala vývoj a četnost toulavých supermasivních černých děr – ty v raném vesmíru obsahovaly většinu hmoty soustředěné v černých dírách.
Astronomové ze společného projektu Event Horizon Telescope (EHT) zobrazili výtrysk v srdci blízké rádiové galaxie Centaurus A a identifikovali polohu centrální supermasivní černé díry v galaxii s ohledem na rozdělený výtrysk (jet) z jejího jádra. Galaxie Centaurus A je od Země vzdálená zhruba 13 miliónů světelných roků a její poloha se při našem pohledu promítá do souhvězdí Kentaura.
Při použití radioteleskopu Arecibo a dalekohledu Gemini astronomové detekovali stěhovavou supermasivní černou díru v galaxii pojmenované SDSS J043703.67+245606.8 (zkráceně J0437+2456). Hvězdný ostrov J0437+2456 je spirální galaxií typu Sb, která je od Země vzdálena přibližně 230 miliónů světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Býka. Supermasivní černá díra, která byla poprvé detekována v roce 2018, má hmotnost zhruba tři milióny hmotností Slunce.
Teoretičtí fyzikové z Itálie, Španělska a Argentiny navrhli nový mechanismus pro vytvoření supermasivních černých děr (neboli veleděr) z temné hmoty. Standardní modely vzniku vyžadují normální baryonickou hmotu smršťující se v důsledku působení gravitace do podoby černých děr, které následně v průběhu času zvětšují svůj rozměr nabíráním další hmoty.
V centrech galaxií se nacházejí supermasivní černé díry (SMBH – SuperMassive Black Holes) o hmotnostech několika miliónů až miliard hmotností Slunce. SMBH obklopují centrální hvězdokupy (NSC – Nuclear Star Clusters), což jsou nejhmotnější známé hvězdokupy, o rozměrech převyšujících 10 pc a hmotnostech okolo miliónu hmotností Slunce. SMBH a NSC se nachází ve středech molekulárních zón (CMZ – Central Molecular Zone) složených z hustých oblak mezihvězdné hmoty, kde se tvoří nové hvězdy. Jak však SMBH vznikají a rostou je jednou z nevyřešených otázek dnešní astrofyziky.
V třetím dílu Rozhovorů o vesmíru Norbert se Samuelem probírají přítomnost vody na osvětlené části Měsíce, Norbiho zážitky s pozorováním na létající observatoři SOFIA a jako hlavní téma si vybrali supermasivní a mikroskopické černé díry.
Vzdálenost mezi Sluneční soustavou a zdrojem Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4 miliónů Sluncí v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy, je přibližně 25 800 světelných roků, tedy zhruba o 1 900 světelných roků méně, než se doposud uvádělo. Vyplývá to z analýzy nových dat japonského projektu VLBI (Very Long Baseline Interferometer) s názvem VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry).
Supermasivní černé díry charakterizují pouze dvě veličiny: hmotnost a rotace, které však mají rozhodující vliv na vznik a vývoj galaxií. Rotace objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy o hmotnosti 4 miliónů hmotností Slunce, byla až doposud špatně zjistitelná. V novém článku publikovaném v časopise Astrophysical Journal Letters skupina amerických astronomů stanovila horní limit pro rotaci objektu Sagittarius A* na základě rozložení hvězd typu S (S-stars) v jeho blízkém okolí.
Nyní víme přesně, jak hmotná nejrychleji rostoucí černá díra ve vesmíru ve skutečnosti je, a stejně tak jak mnoho hmoty doslova „žere“, a to díky novým výzkumům pod vedením Australian National University (ANU). Její hmotnost byla určena na 34 miliard hmotností Slunce a hltá hmotu v ekvivalentu téměř jednoho Slunce každý den, jak uvádí Christopher Onken se svými spolupracovníky.
Mohou mít supermasivní černé díry své souputníky? Podstata vzniku galaxií napovídá, že odpověď zní ano, a ve skutečnosti dvojice supermasivních černých děr mohou být ve vesmíru docela běžné. Supermasivní černá díra, která se ukrývá v centru naší Galaxie a kterou označujeme jako Sagittarius A*, má hmotnost odpovídající zhruba 4 miliónům hmotností Slunce.
Protoplanetární disky kolem hvězd nemusí být jediným místem pro vznik planet. Vyplývá to z práce týmu teoretických astronomů z Japonska. Výzkumníci navrhli novou oblast pro vznik těles planetárních rozměrů: prachový torus v okolí supermasivních černých děr v jádrech aktivních galaxií.
NGC 6240 je velmi dobře prostudovaná blízká nepravidelná galaxie, která je ve stadiu postupného slévání tří samostatných galaxií. Nachází se ve vzdálenosti zhruba 400 milionů světelných roků a při pohledu ze Země se promítá do souhvězdí Hadonoše. Její rozpětí je 300 000 světelných roků a má podlouhlý tvar s rozvětvenými chomáčky, smyčkami a ohony. Uskupení obsahuje tři supermasivní černé díry ve svém jádru. Dvě z nich jsou aktivní a každá z nich má hmotnost zhruba 90 milionů hmotností Slunce. Vyplývá to ze studie publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.
Astrofyzikové z Western University objevili důkazy potvrzující přímý vznik černých děr smrštěním hmoty, které nepotřebují jako mezistupeň vyvinout se z velmi hmotných hvězd v závěrečném stadiu vývoje. Vytvoření černých děr v mladém vesmíru, zformovaných tímto způsobem, může vědcům poskytnout rovněž vysvětlení přítomnosti extrémně hmotných černých děr ve velmi rané fázi vývoje našeho vesmíru.
Skupina astronomů včetně dvojice vědců z MIT (Massachusetts Institute of Technology) detekovala nejvzdálenější supermasivní černou díru pozorovanou do současné doby. Tato černá veledíra se nachází v centru mimořádně jasného kvasaru. Světlo, které astronomové pozorovali, opustilo kvasar pouhých 690 miliónů roků po Velkém třesku. Po 13 miliardách roků putování vesmírem dospělo záření až k nám – tento časový úsek téměř odpovídá stáří vesmíru.
Pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) astronomové odhalili o mnohém vypovídající známky přítomnosti 11 hvězd o malé hmotnosti vznikající v těsné blízkosti pouhých 3 světelných let od zdroje záření Sagittarius A*, který ukrývá supermasivní černou díru v centru naší Galaxie (Mléčné dráhy). Supermasivní černá díra o hmotnosti téměř 4 milióny hmotností Slunce se nachází přibližně 26 000 světelných roků od Země a promítá se do souhvězdí Střelce (Sagittarius).
