Vzdálený vesmír
Titulní obrázek dnešního článku znáte asi všichni. Mediálním světem vloni v dubnu rezonovala historicky první fotografie černé díry. Ono historické pozorování provedla soustava pozemských radioteleskopů Event Horizon Telescope (EHT). Dnes ale nebude řeč o slavné fotografii z loňska, ale o výzkumu, který prováděla kosmická observatoř Chandra. Ta se zaměřila na horké výtrysky směřující z centra galaxie M87 v rentgenovém oboru elektromagnetického záření a přinesla nové zajímavé poznatky.
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.
Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT pozorovali rezervoáry chladného plynu obklopující jedny z nejmladších galaxií ve vesmíru – galaxií, které v současnosti vidíme tak, jak vypadaly před 12,5 miliardami let. Tato plynná hala jsou bohatou zásobárnou materiálu pro superhmotné černé díry v jádrech těchto galaxií a jejich existence by mohla vysvětlit, jak během raného vývoje vesmíru mohla tato kosmická monstra narůst tak rychle do svých mimořádných rozměrů.
Na základě použití techniky zvané mikročočkování pomocí kvasaru detekovala skupina astronomů z University of Oklahoma populaci volně putujících (toulavých) těles planetární velikosti – exoplanet a/nebo primordiálních černých děr – a to ve dvou extragalaktických soustavách: čočkující galaxie má označení Q J0158-4325 a čočkující kupa galaxií je pojmenována SDSS J1004+4112. Jedná se teprve o druhou a třetí detekci takovýchto těles v galaxiích mimo Mléčnou dráhu.
Astronomové zkoumali podstatu velmi jasného a dlouhotrvajícího záblesku gama záření s označením GRB 190114C na základě studia jeho okolního prostředí. Záblesky gama záření jsou nejvíce energetické exploze ve vesmíru vysílající svazek záření v podobě mohutných výtrysků, které se šíří prostorem rychlostí odpovídající 0,99 rychlosti světla. Vznikají v okamžiku, kdy hvězda mnohem hmotnější než Slunce zkolabuje a na konci svého života vytvoří černou díru.
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.
Oblaka neutrálního vodíku jsou důležitými svědky dynamického dění ve vesmíru. Jednak se stávají oblastmi tvorby nových hvězd, jednak mohou dokumentovat historii dynamického působení mezigalaktického okolí na hvězdné ostrovy. Rhys Taylor z ASU byl členem mezinárodního týmu, který vyšetřoval sedmici oblaků neutrálního vodíku pozorovanou radioteleskopem Arecibo v kupě galaxií v Panně.
V Praze se od 3. do 6. prosince 2019 uskuteční za účasti předních světových kapacit oboru mezinárodní setkání odborníků zabývajících se rentgenovou astronomií – AXRO 2019. Cílem setkání je mj. diskutovat nejnovější technologie pro budoucí rentgenové družice.
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.
Mezinárodní tým astronomů zaznamenal hyperrychlou hvězdu hlavní posloupnosti pohybující se obrovskou rychlostí v důsledku vymrštění zdrojem Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy, jejíž hmotnost dosahuje zhruba čtyř miliónů hmotností Slunce. Na připojeném uměleckém vyobrazení je znázorněna hyperrychlá hvězda s označením S5-HVS1, která původně byla součástí dvojhvězdy. Sagittarius A* je v levém dolním rohu obrázku, zatímco hvězda S5-HVS1 je v popředí a vzdaluje se z centra Galaxie. Druhou složku binárního systému zachytila svojí gravitací supermasivní černá díra.
Několik tisíc kompaktních a hmotných kulových hvězdokup se zformovalo přibližně v průběhu poslední miliardy roků kolem NGC 1275, což je centrální galaxie v kupě galaxií v souhvězdí Persea. Vyplývá to z nového článku publikovaného v časopise Nature Astronomy. Kulové hvězdokupy jsou sférická uskupení několik tisíc až miliónů starých hvězd, gravitačně svázaných do jednotlivých uskupení o průměru 100 až 200 světelných roků.
Černé díry jsou exotickými kosmickými objekty, o nichž je s pomocí dalekohledů – pro astronomy nejobvyklejšího pracovního „nástroje“ – prakticky nemožné získat přímé informace svědčících o jejich fyzikálních vlastnostech. Ke „zvážení“ a „změření“ černých děr je tak nutné využít metod nepřímých. Vladimír Karas a jeho spolupracovníci jak z ASU tak z jiných světových ústavů ukázali, že získat hmotnost černé díry je možné jen na základě studia rentgenových záblesků, požírá-li tato díra látku ze svého okolí.
Astronomové využívající data z kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory (zkráceně Chandra) a dalších vesmírných dalekohledů společně vytvořili detailní mapu velmi vzácné kolize, do které se „připletly“ čtyři kupy galaxií. Nakonec všechny tyto kupy galaxií – každá o hmotnosti přinejmenším několika stovek biliónů hmotností Slunce – splynou v jeden mimořádně hmotný vesmírný objekt.
Kolem naší Galaxie – Mléčné dráhy – obíhá více než 50 satelitních trpasličích hvězdných ostrovů. Podle nových výzkumů, které uskutečnili astronomové z University of California, Riverside, několik z těchto malých galaxií bylo zachyceno a doslova ukradeno z oběžné dráhy kolem Velkého Magellanova mračna (Large Magellanic Cloud – LMC), což je menší galaxie vzdálená od Země 160 000 světelných roků.
Astronomům se poprvé podařilo ve vesmíru detekovat nově vzniklý těžký chemický prvek, stroncium, vytvořený v pozůstatcích kolize dvou neutronových hvězd. Objev učinili na základě pozorování získaných pomocí dalekohledu ESO/VLT vybaveného spektrografem X-shooter. Výsledky byly publikovány v prestižním vědeckém časopise Nature a potvrzují předpoklad, že těžší chemické prvky ve vesmíru mohou vznikat i při explozivním spojení dvou neutronových hvězd. Přináší tak další díl komplikované skládanky popisující evoluci chemických prvků ve vesmíru.
Astronomové využívající soustavu 66 radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) objevili nevýrazné stopy ohromné v prachu zahalené galaxie s intenzivní tvorbou hvězd, jaká doposud nebyla pozorována. Její původ se datuje do období raného vesmíru. Nově objevená galaxie pojmenovaná 3MM-1 se nachází ve vzdálenosti 12,5 miliardy světelných roků od Země.
Dynamika galaxií v nitru galaktických kup je v některých případech velmi komplikovaná. Astronomové s pomocí prvního českého pozorování interferometrem ALMA odhalili přítomnost molekulárního plynu v ohonu medúzovité galaxie ESO 137-001 a s využitím dalších dostupných pozorování diskutovali vznik tohoto plynu. Práce ukazuje, že vzájemné působení galaktického a mezigalaktického plynu může být velmi divoké.
Astrofyzikové Jon Hakkila z College of Charleston a Robert Nemiroff z Michigan Technological University publikovali vědeckou zprávu, z které vyplývá, že výtrysky hmoty z černé díry vytvářející záblesky záření gama, mohou skutečně překročit rychlost světla v obklopujícím plynném oblaku, aniž by tím byla porušena Einsteinova teorie relativity.
Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT poprvé pozorovali průchod rychlého rádiového záblesku galaktickým halem. Záhadná erupce kosmických rádiových vln trvající méně než milisekundu prošla touto oblastí téměř bez následků, což naznačuje, že hustota hmoty v halu galaxie je velmi nízká a je zde také jen slabé magnetické pole. Tato nová technika může být v budoucnu využita ke zkoumání nenápadných halo i u dalších galaxií.
Jednou z velkých záhad současné astrofyziky jsou tzv. rychlé rádiové záblesky (Fast Radio Bursts – FRB). Martin Jelínek a Jan Štrobl z ASU společně se Sergejem Karpovem z Fyzikálního ústavu Akademie věd studovali po tři noci FRB 121102 a s pomocí relativně malého 50cm dalekohledu pátrali po možném optickém protějšku tohoto zábleskového zdroje.
