Vzdálený vesmír
Astronomové zveřejnili nové snímky nedalekých galaxií, které na těchto působivých záběrech připomínají pestrobarevný kosmický ohňostroj. Fotografie pořízené dalekohledem ESO/VLT zachycují různé části galaxií v odlišných barvách, což astronomům umožňuje odhalit polohu skupin mladých hvězd obklopených ohřátým plynem. Kombinací těchto pozorování s daty pořízenými radioteleskopem ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, by vědci rádi odpověděli na otázku, co nutí oblaky plynu tvořit nové hvězdy.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Opavští fyzikové opět slaví úspěch. Jejich vědecké práce zabývající se výzkumem vesmíru, především pak fyziky kolem stále záhadných černých děr, patří ve světové vědecké komunitě mezi ty nejcitovanější a pravidelně dosahují nejuznávanějších vysokých hodnocení. Vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě tak patří mezi světovou špičku výzkumníků v oboru stavby a vývoje vesmíru, fyziky exotických kosmických objektů nebo důsledků slavné Einsteinovy teorie relativity.
Astronomové z Velké Británie a z USA zkoumali šest nejvzdálenějších galaxií známých v současné době a zjistili, že vzdálenosti těchto galaxií od Země odpovídají pohledu zpět v čase do doby před více než 13 miliardami roků, kdy stáří vesmíru bylo pouhých 550 miliónů roků. Použili data získaná dvěma největšími vesmírnými observatořemi NASA s názvem Hubbleův vesmírný teleskop HST a Spitzerův vesmírný teleskop, a několika pozemními observatořemi. Vypočítali věk těchto galaxií na 200 až 300 miliónů roků, což jim umožnilo odhadnout, kdy jejich hvězdy vznikly.
Podle nových výzkumů uskutečněných astronomy z University of Oxford a University College London, rotace galaktické příčky Mléčné dráhy – která je tvořena miliardami hvězd o hmotnosti biliónů hmotností Slunce – zpomalila o více než 24 % od svého vzniku; modely Galaxie dlouho předpokládaly takové zpomalování z důvodu předpokládaného temného halo, avšak toto je vůbec poprvé, kdy bylo zpomalování změřeno.
Blízké okolí černých veleděr v centrech galaxií v sobě zahrnuje nejen plyn nejčastěji zformovaný do podoby akrečního disku, ale také celou řádku hvězd nejrůznějších typů a vývojových stádií. Petra Suková v čele rozsáhlého týmu pracovníků z ASU studovala vliv průletů hvězd na akreci a procesy s ní spojené.
Na základě použití kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory a radioteleskopu MeerKAT v jižní Africe astronomové z University of Massachusetts, Amherst, detailně zmapovali centrální region naší Galaxie – Mléčné dráhy. Rentgenové a rádiové záření zobrazilo bouřlivé kosmické „počasí“ v centru naší Galaxie.
Nedávné výsledky na základě dat z astrometrické družice Gaia provozované Evropskou kosmickou agenturou ESA vedly k zajímavému odhalení, že hvězdnému obsahu ve vnitřním halo naší Galaxie – Mléčné dráhy – dominují pozůstatky ze satelitních trpasličích galaxií, jako je například Gaia-Enceladus (též známá jako Gaia Sausage). Událost splynutí s galaxií Gaia-Enceladus/Sausage je nyní jednou z nejdůležitějších v historii Mléčné dráhy, která ji formovala do podoby, v jaké ji pozorujeme dnes.
Vědecký tým kolem Hubbleova vesmírného teleskopu HST uvolnil neuvěřitelně nádherný snímek s označením ACO S 295, což je pozoruhodná kupa galaxií, která se nachází ve vzdálenosti 3,5 miliardy světelných roků daleko v malém jižním souhvězdí Hodiny.
Pozorování gravitačních vln a elektromagnetického záření ze splynutí neutronové hvězdy a černé díry může poskytnout velmi přesné lokální změření rychlosti rozpínání vesmíru. „Současná rychlost rozpínání vesmíru – tzv. Hubbleova konstanta Ho – je podstatou závažné kosmologické kontroverze,“ tvrdí Stephen Feeney z University College London se svými spolupracovníky. „Přímá měření v místní části vesmíru pomocí určování vzdáleností cefeid a supernov vedou k hodnotě Ho = 74,03 kilometru za sekundu na megaparsek.“
Astronomové nově objevili dvě dvojice kvasarů – J0749+2255 a J0841+4825 – existující před 10 miliardami roků a sídlící v jádrech kolidujících galaxií. Vyplývá to z pozorování skupiny vědců ze Spojených států amerických a z Japonska. Kvasary jsou velmi zářící objekty napájené černou dírou o hmotnosti až několika miliard hmotností Slunce. Jsou roztroušené napříč oblohou a byly mnohem hojnější v době před 10 miliardami roků. Tehdy docházelo často ke spojování galaxií, které přitom hostily černé díry. Proto se astronomové domnívali, že by v té době mohlo existovat mnoho dvojitých kvasarů.
Vědci a instituce podílející se na programu Event Horizon Telescope (EHT), kterým se v roce 2019 podařilo získat historicky první snímek černé díry, zveřejnili nový pohled na tento extrémně hmotný objekt ležící ve středu galaxie M87 vzdálené od nás 55 milionů světelných let. Záběr zachycuje velmi blízké okolí černé díry v polarizovaném záření, což se astronomům podařilo pozorovat vůbec poprvé. Vědci tak získávají neocenitelné informace o vlastnostech magnetického pole v tomto místě, které jsou klíčové pro vysvětlení procesů, jakými galaxie M87 vytváří výtrysky vysoce energetických částic proudících z jejího jádra.
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.
V průběhu posledních třech desetiletí pozorují astronomové velmi rychlý pohyb jasných hvězd v okolí jádra naší Galaxie (objekt označovaný Sagittarius A*). Charakter pohybu svědčí o přítomnosti superhmotné černé díry, kolem níž hvězdy obíhají. Za tato měření získali dva astronomové, Němec Reinhard Genzel a Američanka Andrea Ghez, Nobelovu cenu za fyziku udělenou v r. 2020. Ve studii zveřejněné nedávno v časopise Americké astronomické společnosti The Astrophysical Journal analyzuje mezinárodní tým s účastí Astronomického ústavu AV ČR zajímavé proměny, které probíhají v obálce jedné z těchto hvězd.
Zdroj 160 000 světelných roků dlouhého výtrysku částic pojmenovaný PSO J352.4034-15.3373 (zkráceně PJ352-15), rychle rostoucí supermasivní černá díra neboli kvasar, se nachází zhruba ve vzdálenosti 12,7 miliardy světelných roků a jeho poloha se promítá do souhvězdí Vodnáře. „Okolo supermasivních černých děr, jak předpokládáme, mohou výtrysky neustále získávat dostatečné množství energie; přítomný materiál může padat dolů a černá díra může růst,“ říká Thomas Connor, astronom na NASA’s Jet Propulsion Laboratory.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Už od konce srpna roku 2016 probíhá mezinárodní projekt CREDO (Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory), na jehož realizaci se mimo jiných podílejí také vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě. Projekt je zaměřený na detekci kosmického záření a hledání tajemné “skryté látky” (nebo též “temné hmoty”) ve vesmíru. Rozklíčování její záhady by mohlo být na dosah za pomoci co nejširší veřejnosti po celé planetě, protože k detekci prchavých částic, které skrytou látku provázejí, si vystačíte s aplikací na svém chytrém telefonu.
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.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové podrobně zkoumali dosud nejvzdálenější známý intenzivní zdroj rádiového záření. Jedná se o takzvaný ‚rádiově hlasitý‘ kvasar – jasný objekt s mohutnými výtrysky vyzařujícími rádiové vlny. Nachází se tak daleko, že jeho světlu trvalo plných 13 miliard let, než dolétlo až k nám. Objev by mohl přinést důležité poznatky, které astronomům pomohou pochopit rané fáze vývoje vesmíru.
Úvodní kompozitní snímek představuje kupu galaxií vytvořenou v důsledku kolize dvou velkých galaktických kup. Horký plyn emitující rentgenové záření je znázorněn růžovou barvou a temná hmota (odvozená z jejího gravitačního působení) je zobrazena modře. Astronomové využili archivní data získaná rentgenovou družicí Chandra X-ray Observatory k vymezení pravděpodobnosti, že záhadná temná hmota ve vesmíru je tvořena tzv. sterilními neutriny.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Ve čtvrtek 4. března 2021 publikoval americký úřad NASA jako prestižní astronomický snímek dne s názvem fotografii „Mars in Taurus“ (Mars v Býku), jehož autorem je Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě. Snímek vznikl během tvrdého lockdownu v České republice na chatě na Ústupkách u Sečské přehrady. Ukazuje hvězdné pole v souhvězdí Býka a Persea, jemuž dominuje jasná planeta Mars, kterou doplňují hvězdokupy Plejády a Hyády, mlhovina „Kalifornie“ a oblaky mezihvězdné látky. Snímek upozorňuje na skutečnost, že právě dnes, 4. března 2021, 26 minut po půlnoci, byla planeta Mars úhlově nejblíže k hvězdokupě Plejády na dalších 17 let.
