Vzdálený vesmír
Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr věnují výzkumu i dalších mimořádně kompaktních objektů ve vesmíru. Jedním z nich jsou neutronové hvězdy – mimořádně husté pozůstatky po vzplanutích supernov, které jsou tvořeny velmi hustou látkou složenou převážně z neutronů. V nedávné vědecké práci se zaměřili na poměrně nově zkoumanou vlastnost – míru kompaktnosti blízko jejího povrchu, kterou obrazně nazvali pracovně „obezitou“. Navazují tak na výzkum legendárního astrofyzika Kipa Thorna, který se proslavil mj. tím, že se podílel na scénáři filmu Interstellar z roku 2014.
Astrofyzikální proGResy z Opavy
Tato malá skupina galaxií pojmenovaná Hickson Compact Group 40 (známá též jako Arp 321) obsahuje tři spirální galaxie, jednu eliptickou a jednu čočkovou galaxii. Zhruba ve vzdálenosti jedné miliardy světelných roků je čeká časem srážka a splynutí v jeden objekt, kterým by měla být obří eliptická galaxie. V rámci svých 32. narozenin Hubbleův vesmírný teleskop HST zachytil tyto galaxie ve velmi nestandardním okamžiku v jejich životě, jak se navzájem k sobě přibližují a pokračují ve svém tanci, avšak zatím se nacházejí před splynutím.
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.
V rámci programu HST s názvem Hubble’s Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS) byla objevena hvězda, kterou opustilo záření v době, kdy byl vesmír starý pouze 6 % jeho současného věku, tedy zhruba 900 miliónů roků po Velkém třesku. Obdržela označení WHL0137-LS a přezdívku Earendel. Světlo této hvězdy, jejíž rudý posuv je z = 6,2, potřebuje 12,9 miliardy roků, než dosáhne Země.
Naše galaxie začala vznikat před 12 miliardami let. Od té doby se její hmotnost a velikost zvětšovala, především slučováním s jinými galaxiemi. Zřejmě nejzajímavější je, že tento proces ještě úplně neskončil. Za pomoci údajů ze sondy Gaia od společnosti ESA mohou astronomové pozorovat, jak probíhá. To jim umožňuje rekonstruovat historii naší galaxie a odhalit tak rodokmen menších galaxií, který pomohl vytvořit Mléčnou dráhu takovou, jaká je dnes.
Vznik velmi vzácných černých děr s hmotnostmi přes jednu miliardu hmotností Slunce v první miliardě roků po vzniku vesmíru je v astrofyzice otevřenou otázkou. Teoretičtí fyzikové Hooman Davoudiasl, Peter Denton a Julia Gehrlein z Brookhaven National Laboratory vyvinuli model vysvětlující jak vznik těchto primordiálních obrů, tak i podstatu dalšího fenoménu: temné hmoty. Jejich článek byl publikován v časopise Physical Review Letters.
Plyn v galaxiích podléhá mnoha změnám vyplývajícím mimo jiné z interakcí s vnějším prostředím. V kupách galaxií často dochází k vytrhávání celých plynných oblaků, které za galaxiemi zanechávají velmi dlouhé ohony. Pavel Jáchym z ASU v čele rozsáhlého mezinárodního týmu studoval velmi neobvyklý oblak v kupě galaxií v souhvězdí Lva.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Mezinárodní tým fyziků pokračuje v Opavě ve výzkumu superhmotných černých děr a rovněž v pátrání po teoretických tunelech ve vesmíru, tzv. červích dírách. K jejich skutečné existenci je přivádí doposud neobjasněné chování specifického záření pocházejícího od těchto hmotných kosmických objektů. Díky mimořádnému úspěchu při získání prvního snímku černé díry v roce 2019 a vypuštění Vesmírného dalekohledu Jamese Webba na konci loňského roku jsou vědci k odhalení červích děr takřka nadosah. Pokud skutečně existují, měly by se projevovat specifickými obrazy, které fyzikové spočítali.
Mezinárodní tým astronomů pořídil nejdetailnější fotografii velké kosmické rázové vlny viditelné ze Země. Tyto gigantické rázové vlny jsou mnohem větší než celá naše Galaxie a k jejich vzniku dochází v případě, když kupy galaxií navzájem kolidují. Jedná se tak o nejenergetičtější jevy ve vesmíru od období Velkého třesku.
Jestliže máte rádi bizarní objekty ve vesmíru, dobře si prohlédněte katalog kolidujících galaxií, který sestavil Halton „Chip“ Arp. Atlas of Peculiar Galaxies vyšel poprvé v roce 1966. Dvojice galaxií, které vidíme na úvodním snímku, zde figuruje jako objekt s číslem 143 a nachází se na obloze v souhvězdí Rysa nedaleko hvězdy Castor ze souhvězdí Blíženců. V jiném známém katalogu NGC je najdeme jako objekty s čísly 2444 a 2445.
Mezinárodní tým astronomů potvrdil, že pravděpodobný úkaz gravitační mikročočky nám v roce 2011 podal svědectví o přítomností volně putující černé díry toulající se mezihvězdným prostorem – jedná se o první doposud pozorovaný případ svého druhu. Vědecký tým publikoval článek popisující úkaz předběžně na serveru arXiv. Odhaduje se, že hvězdy dostatečně velké na to, aby vytvořily černé díry, představují asi jednu z tisíce stálic. V Mléčné dráze by tak mělo být asi 100 milionů černých děr hvězdné velikosti.
Pomocí interferometru VLTI pracujícího na Evropské jižní observatoři astronomové zkoumali oblak prachu v centru galaxie M77, který ukrývá superhmotnou černou díru. Pozorování přispěla k potvrzení 30 let staré předpovědi a přináší vědcům nový pohled do nitra aktivních jader galaxií, která patří k nejjasnějším a nejzáhadnějším objektům ve vesmíru.
Kosmické mise zaměřené na studium polarizace rentgenového záření slibují vnést nový vítr do výzkumu akrečních disků kolem kompaktních objektů. J. Podgorný a M. Dovčiak z ASU v mezinárodní spolupráci s pomocí počítačového modelu studovali modelové situace akrece v okolí černé díry a určili, jaké spektrální a polarizační vlastnosti by mělo mít elektromagnetické záření pocházející od těchto zdrojů.
Skupina astrofyziků z Itálie a Velké Británie vypočítala, že v pozorovatelném vesmíru, což je koule zhruba o průměru 90 miliard světelných roků, existuje přinejmenším 40 triliónů hvězdných černých děr. Vznik a vývoj černých děr ve vesmíru je jedním z hlavních problémů, kterými se musí zabývat moderní výzkum v oblasti astrofyziky a kosmologie.
Autorský tým složený převážně z pracovníků Oddělení galaxií a planetárních systémů Astronomického ústavu AV ČR s pomocí numerických simulací prověřoval, kolik látky mohou do blízkosti obřích černých děr v centrech galaxií doručit vybuchující supernovy. Přispěli tak do probíhající debaty nad jednou z nejdůležitějších nevyřešených otázek současné astrofyziky.
Astronomové z institutu Space Telescope Science Institute (STSI) a tým Catherine Zuckerové, odbornice na vizualizaci dat, ukázali, jak řetězec událostí začínající před 14 milióny lety sérií výbuchů mocných supernov vedl k vytvoření rozsáhlé místí bubliny (Local Bubble) zodpovědné za vznik všech mladých hvězd v okruhu 500 světelných roků kolem Slunce. Astronomové nyní pozorují kosmický prostor z blízkosti Slunce a registrují na řadě míst procesy vzniku hvězd, které probíhají právě na povrchu zmíněné bubliny.
Astronomové vůbec poprvé detekovali nově zrozené hvězdy včetně obklopujícího kokonu (zámotku) ze složitých organických molekul na samém okraji naší Galaxie – Mléčné dráhy. Objev, který odhalil skrytou chemickou složitost našeho vesmíru, byl publikován v časopise Astrophysical Journal.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Opavští fyzikové ve spolupráci se zahraničními vědci studují doposud nevysvětlené vlastnosti proměnného rentgenového záření pocházejícího z blízkosti superhmotných černých děr. Toto záření je vysíláno ze zóny, kde ještě může uniknout z vlivů silné gravitace, a podle výpočtů mohou pozorované frekvence oscilací vznikat jen u méně hmotných černých děr. U těch velice hmotných se pozorované frekvence „hvězdných“ oscilací záření s teorií významně rozcházejí. Jedním z vysvětlení je, že záření pochází z okolí červí díry – mostu k paralelnímu vesmíru.
Pomocí interferometru VLTI Evropské jižní observatoře astronomové pořídili nejhlubší a nejostřejší záběry okolí superhmotné černé díry v centru naší Galaxie, jaké jsou dnes k dispozici. Nové snímky přibližují střed Mléčné dráhy 20krát více, než bylo možné před VLTI, a umožnily odhalit v blízkosti černé díry dosud nezpozorovanou hvězdu. Precizním měřením drah jednotlivých hvězd ve středu Galaxie vědci získali údaje, které použili k zatím nejpřesnějšímu výpočtu hmotnosti černé díry.
Astronomové z Nizozemí, Spojeného království a Spojených států amerických nezaznamenali žádné stopy po temné hmotě v AGC 114905, což je na plyny bohatá a mimořádně difuzní galaxie, která se nachází ve vzdálenosti přibližně 250 miliónů světelných let od Země. Její poloha se promítá do souhvězdí Ryb. Je klasifikována jako ultra-difuzní trpasličí galaxie, přičemž označení „trpasličí galaxie“ se vztahuje na její svítivost, a nikoliv velikost. AGC 114905 je přibližně stejně velká jako naše Galaxie – Mléčná dráha, avšak obsahuje zhruba tisíckrát méně hvězd.
