Vzdálený vesmír
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.
Tento éterický pozůstatek dávno mrtvé hvězdy, který na obloze naleznete na břiše souhvězdí Velryby, nápadně připomíná lebku plující vesmírem. Strašidelná planetární mlhovina s přiléhavým jménem „Lebka“ je na tomto novém záběru zachycena v působivých barvách a neobyčejných detailech prostřednictvím dalekohledu ESO/VLT. Jedná o první objekt tohoto typu, u něhož je známo, že souvisí s párem těsně vázaných hvězd, kolem kterého obíhá třetí stálice.
Aktivní galaktická jádra patří mezi exotické kosmické objekty, neboť se v jejich středu nachází černá veledíra. Současně jsou tyto objekty ideální laboratoří procesů v akrečních discích a také vhodnými cíli pro studia jevů obecné teorie relativity. A tak pokud je k dispozici unikátní sada pozorování umožňují dozvědět se o těchto objektech téměř všechny podstatné informace, byla by škoda je nevyužít, zejména pokud je v týmu k dispozici programový balík pro tyto účely velmi vhodný.
Pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO) a dalších astronomických organizací po celém světě se vědcům podařilo zachytit vzácný úkaz – intenzivní záblesk záření doprovázející "slapové roztrhání" hvězdy superhmotnou černou dírou. Zjasnění, které jev vyvolal, bylo svého druhu nejbližší, jaké se dosud podařilo zaznamenat. Odehrálo se ve vzdálenosti asi 215 milionů světelných let a bylo tak možné ho studovat v nebývalých detailech. Výzkum byl prezentován v článku zveřejněném ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové objevili šestici galaxií ležících v okolí superhmotné černé díry. Uskupení se nachází velmi daleko a pozorujeme ho tak, jak vypadlo v době, kdy byl vesmír méně než miliardu let starý. Vůbec poprvé se podařilo spatřit podobně kompaktní skupinu v tak rané fázi vývoje vesmíru. Objev astrofyzikům pomůže lépe pochopit procesy, které vedly k rychlému vzniku superhmotných černých děr a jejich dalšímu růstu do enormních rozměrů. Získaná pozorování podporují teorii, že tyto extrémní objekty velmi rychle přibývají na váze uvnitř rozsáhlých struktur obsahujících značné množství plynu, které strukturou připomínají pavučinu.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: V prestižním vědeckém časopise Nature byl v dubnu tohoto roku publikován článek “A Galactic centre gravitational-wave Messenger”, jehož hlavním autorem je profesor Marek Abramowicz působící na Fyzikálním ústavu Slezské Univerzity. V článku přichází s nápadem, jak by mohla cizí vyspělá civilizace dát najevo ostatním civilizacím v naší Galaxii, že existuje. Stačilo by umístit velmi hmotný objekt na oběžnou dráhu kolem obří černé díry v centru naší Galaxie a nenechat ho zcela podlehnout jejímu vlivu.
Astronomové využívající dvojici amerických detektorů gravitačních vln LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) umístěných v Livingstonu (stát Luisiana) a v Hanfordu (stát Washington), a také italský detektor Virgo poblíž města Pisa, detekovali gravitační vlny generované při splynutí nejhmotnější doposud pozorované dvojice černých děr. Dvě rotující černé díry splynuly, když vesmír byl starý pouhých 7 miliard roků, což je zhruba polovina jeho současného věku. Při srážce vytvořily černou díru o hmotnosti 142× větší, než je hmotnost Slunce – tzv. černou díru střední velikosti.
Zrcadlo na obrázku má průměr 2,4 metru, tedy stejně jako je tomu u HST, ale je čtyřikrát lehčí (186 kg) a pokud vám jméno Roman Space Telescope nic neříká, pak vězte, že jde o chystaný vesmírný dalekohled NASA dříve známý pod zkratkou WFIRST. Takto lehké zrcadlo je ukázkou pokroku technologií od doby příprav Hubblea. Dalekohled Nancy Grace Romanové se bude moci dívat skrze prach blízkého i vzdáleného vesmíru díky tomu, že bude citlivý na oblast blízkého infračerveného záření, které lidské oko nevidí.
Hluboko uvnitř záplavy hvězd a za mračny tmavého prachu se uvnitř naší Galaxie známé jako Mléčná dráha nachází obrovský oblak plynu a prachu, kde probíhá intenzivní tvorba nových hvězd. Tato oblast označovaná jako W51 byla objevena v rádiovém oboru v roce 1958. Postupným vývojem techniky se podařilo proniknout skrz neproniknutelná oblaka prachu, a to především v infračerveném oboru. Díky tomu se dnes můžeme dívat na detaily dění uvnitř mlhoviny. Jedny z nejlepších snímků pořídily vesmírná observatoř Spitzer a létající dalekohled SOFIA.
„Pozorování“ černých děr jsou obecně založena na studiu jejich interakce s bezprostředním okolím. Nejlépe lze tak studovat černé díry hvězdných hmotností nacházející se v těsném dvojhvězdném systému s akrečním diskem. Tým astronomů se silnou českou účastí z ASU publikoval práci prezentující pokročilý model záření akrečního disku okolo černé díry a ukazují, že různé přístupy k modelování fyzikálních procesů mají na výsledné záření kruciální vliv. Budoucí pozorování by tak mohla umožnit určení přesnějších informací o černých dírách samotných.
Astronomům využívajícím radioteleskop ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, se podařilo odhalit extrémně dalekou galaxii, která je překvapivě podobná naší Galaxii, Mléčné dráze. Díky efektu gravitační čočky vypadá na obloze jako zářící kruh. Je natolik vzdálená, že jejímu světlu trvalo více než 12 miliard let, než k nám doputovalo. Vidíme ji tedy tak, jak vypadala v době, kdy byl vesmír pouze 1,4 miliardy let starý. Galaxie je překvapivě uspořádaná, což je v rozporu s teoriemi, které říkají, že v mladém vesmíru panovaly v galaxiích divoké a nestabilní podmínky. Tento nečekaný objev představuje výzvu pro naše chápání vzniku galaxií a nabízí nový pohled na minulost celého vesmíru.
Skupina astronomů z Izraele a USA objevila rozsáhlý proud více než 250 hvězd extragalaktického původu v sousedství Sluneční soustavy. „Galaxie se vyvíjejí na základě pohlcování jiných galaxií,“ říká hlavní autorka článku Lina Necib, postgraduální vědecká pracovnice na Walter Burke Institute for Theoretical Physics at Caltech (California Institute of Technology).
Mohutné plynné obálky mlhoviny NGC 2899 se táhnou až do vzdálenosti dvou světelných let od středu a jasně září mezi hvězdami Mléčné dráhy, jelikož plyn dosahuje teploty až deset tisíc stupňů. Za takto vysokou teplotu plyn vděčí intenzivnímu ultrafialovému záření přicházejícímu z centrální hvězdy, které nutí atomy vodíku a kyslíku v mlhovině zářit typickými odstíny červené, respektive modré barvy.
Gravitační vlny vznikají při pohybu urychlovaných těles, tedy i při chůzi, když jedete autem, nebo když Země obíhá kolem Slunce. Astronomové používají detekované gravitační vlny ke studiu jejich zdrojů. Za vznikem většiny zachycených gravitačních vln byla pravděpodobně srážka černých děr nebo neutronových hvězd. Výsledky hledání zdrojů gravitačních vln v rámci projektu GRANDMA, ve kterém působí i Fyzikální ústav Akademie věd, nyní publikuje prestižní astronomický časopis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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.
Počítačové simulace provedené astrofyziky na Tohoku University v Japonsku vedly k odhalení nové teorie původu supermasivních černých děr. Podle této teorie předchůdci supermasivních černých děr narůstají nejen pohlcováním mezihvězdného plynu, ale stejně tak i menších hvězd. To pomáhá vysvětlit velké množství supermasivních černých děr pozorovaných v současnosti.
Astronomové pozorovali v optickém oboru jasný záblesk ve vzdáleném vesmíru a domnívají se, že za ním stojí splynutí dvou černých děr, které zaznamenaly gravitační detektory jako úkaz GW190521g. Pokud by se ukázalo, že mají pravdu, šlo by o unikátní pozorování takto extrémně jasného jevu, který může pomoci v ověřování našich modelů chování černých děr.
Vladimír Karas z ASU je součástí týmu, který publikoval teoretickou práci zabývající se výpočtem gravitačního pole v okolí těles s tvarem toroidu. Výsledky umožní výrazně zrychlit a zpřesnit výpočty pohybů částic v blízkosti těles s geometrickými vlastnostmi akrečních disků a v protoplanetárních strukturách. Publikace uveřejněná časopisem britské Královské astronomické společnosti vznikla ve spolupráci českých a francouzských autorů.
Opakující se srážky s trpasličí galaxií Sagittarius mohly spustit hlavní epizody vzniku hvězd v naší Galaxii – Mléčné dráze, z nichž jedna se přibližně shoduje s obdobím vzniku Sluneční soustavy zhruba před 4,7 miliardami roků. Vyplývá to z analýzy dat, která v posledních letech pořídila evropská astrometrická družice Gaia.
Astronomové využívající rentgenovou družici ESA s názvem XMM-Newton a observatoř Chandra X-ray Observatory provozovanou NASA pozorovali 3 milióny světelných roků dlouhý most tvořený horkým plynem, spojující dvě kupy galaxií rozdílných hmotností ve velice specifickém systému Abell 2384; dvě kupy galaxií navzájem kolidovaly před několika stovkami miliónů roků a následně prošly jedna skrz druhou a vytvořily současnou konfiguraci.
