Vzdálený vesmír
Hmotnost černé veledíry v centru naší Galaxie je dnes poměrně spolehlivě určena na základě přímých pozorování oběhů jasných hvězd v její bezprostřední blízkosti. U jiných galaxií však pro jejich velkou vzdálenost tento luxus nemáme a v odhadech hmotností jejich jader se musejí astronomové spolehnout na jiné metody. Michal Bursa a další pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU byli u vývoje slibné metodiky, která umožní na dálku zvážit černé veledíry za pomoci rentgenových záblesků.
Galaxie jsou majestátní uskupení hvězd v podobě rotujících disků. Avšak ne ve všech případech. Athanasia Tsatsi (Max Planck Institute for Astronomy) zkoumala se svými spolupracovníky galaxie, které se svým tvarem podobají vřetenu (anglicky spindle galaxy). Na základě průzkumu CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area survey) astronomové zjistili, že tyto štíhlé galaxie, které rotují podél své nejdelší osy, jsou ve vesmíru mnohem četnější, než se doposud předpokládalo. Nová data umožnila astronomům navrhnout model, jak tyto neobvyklé galaxie pravděpodobně vznikly, a to jako zvláštní typ vytvořený při splynutí dvou spirálních galaxií. Výsledky práce byly publikovány v časopise Astronomy & Astrophysics.
Na obřím snímku, který zachycuje kupu galaxií v souhvězdí Pece, upoutá naši pozornost nespočet galaxií. Některé vypadají jen jako drobné tečky v pozadí, ale jiné dominují celému popředí záběru. Jedním z velkých objektů je hojně zkoumaná čočková galaxie NGC 1316. Bouřlivá minulost zanechala nápadné šrámy na jejím současném vzhledu – struktury smyček, oblouků a prstenů, které se nyní astronomům pomocí dalekohledu VST podařilo zachytit v jemnějších detailech, než bylo dosud možné. Tento pozoruhodně hluboký snímek rovněž odhaluje myriády slabších objektů.
Podstata temné (skryté) hmoty, která podle všeho představuje nejméně 23 % hmotnosti a energie vesmíru, je stále ještě jednou z největších neobjasněných záhad současné vědy. Nedostatek experimentálních důkazů, které by umožnily odlišit elementární částice předpověděné teoretiky, stejně jako nedávné odhalení gravitačních vln uvolněných při srážce dvou černých děr (jejich hmotnosti zhruba 30× převyšovaly hmotnost Slunce) pomocí detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) oživilo zájem o možnost, že by temnou hmotu mohly představovat primordiální černé díry o hmotnostech v rozmezí 10 až 1 000 hmotností Slunce.
Mezinárodní tým astronomů provedl na superpočítači úspěšné simulace ke znázornění procesu vzniku velmi hmotných černých děr ze supersonických proudů plynu zbylých po Velkém třesku. Studie byla publikována v časopise Science. Vedoucím výzkumného týmu byl Shingo Hirano z University of Texas, Austin's Department of Astronomy. „To je významný postup vpřed. Původ monstrózních černých děr zůstával dlouhou dobu záhadou a teprve nyní jsme se přiblížili k jejímu vyřešení,“ říká Shingo Hirano.
Po staletí astronomové hleděli za hranice Sluneční soustavy, aby se dozvěděli více o stavbě a struktuře naší Galaxie (Mléčné dráhy). Zatím je stále ještě mnoho věcí, které nedokážeme zjistit, jako je například její přesná hmotnost. Určení celkové hmotnosti je velmi důležité k pochopení vzniku našeho hvězdného ostrova, ale i vývoje celého vesmíru. Proto astronomové zkoušejí změřit skutečnou hmotnost Galaxie různými způsoby.
Arzenálu teleskopů ESO v Chile se podařilo detekovat první optický protějšek zdroje gravitačních vln. Pozorování, která vejdou do historie, navíc naznačují, že tento unikátní objekt je výsledkem splynutí dvojice neutronových hvězd a jedná se o dlouho hledaný jev známý jako kilonova. Následkem tohoto typu kataklyzmatického spojení jsou do okolního kosmického prostoru rozptýleny těžké chemické prvky jako zlato nebo platina. Objev, který byl zveřejněn v řadě článků v prestižním vědeckém žurnálu Nature a dalších časopisech, rovněž poskytuje dosud nejsilnější důkazy, že krátké záblesky záření gama způsobuje právě spojení dvou neutronových hvězd.
V současné době je téměř jisté, že v centru každé galaxie se nachází černá veledíra. Jejich vlastnosti je však nesmírně obtížné na dálku změřit. V naší Galaxii využíváme ke „zvážení“ té „naší veledíry“ pohybů hvězd, které dokážeme s pomocí velkých dalekohledů jednotlivě rozlišit. Ve vzdálených galaxiích toto není možné. M. Dovčiak z ASU byl součástí skupiny vědců, kteří navrhují využít polarizace rentgenového záření na vzdálené „měření“ parametrů černých veleděr a jejich okolí v aktivních galaxiích.
Pozorování provedená pomocí radioteleskopu ALMA a kosmické sondy Rosetta odhalila přítomnost chlormetanu (molekuly známé také pod názvem Freon-40) v plynu vyskytujícím se v okolí mladé hvězdy i kometárního jádra. Sloučeniny halogenů běžně vznikají při organických procesech na Zemi. Poprvé se však zástupce této skupiny podařilo detekovat i v mezihvězdném prostoru. Objev naznačuje, že tyto molekuly by nemusely být tak dobrými indikátory života, jak se dříve myslelo, ale naopak by mohly být důležitou součástí hmoty, ze které se rodí planety. Výsledek, který byl publikován ve vědeckém časopise Nature Astronomy, poukazuje na náročnost pátrání po chemických indikátorech přítomnosti života mimo planetu Zemi.
Působivá planetární mlhovina NGC 7009, známá též pod jménem Saturn, se zjevuje z temnoty v podobě skupiny podivně tvarovaných bublin krásně svítících v odstínech růžové a modré barvy. Tento pestrobarevný snímek byl pořízen pomocí výkonného zařízení MUSE a dalekohledu ESO/VLT v rámci projektu, který se poprvé zaměřil na mapování rozložení prachu v nitru planetární mlhoviny. Mapa odhalující paletu komplikovaných prachových struktur – obálek, hal i podivných vlnitých útvarů – astronomům pomůže pochopit, jakým způsobem se v planetárních mlhovinách utvářejí typické symetrické útvary.
Vědecké sdružení provozující astročásticovou Observatoř Pierra Augera v Argentině zveřejnilo 22. září 2017 zásadní vědeckou publikaci v prestižním časopise Science. V této práci jsou prezentovány experimentální důkazy toho, že částice kosmického záření s extrémně vysokými energiemi (miliónkrát vyššími, než jaké dokážeme připravit na největším pozemském urychlovači LHC) k nám přilétají ze zdrojů mnohem vzdálenějších než jakákoliv část naší Galaxie.
Preeti Kharb a Dharam Vir Lal z National Centre for Radio Astrophysics (NCRA), TIFR, Pune, a David Merritt z Rochester Institute of Technology, New York, USA objevili nejtěsnější dvojici supermasivních černých děr ve spirální galaxii pojmenované NGC 7674, která je od Země vzdálena zhruba 400 miliónů světelných roků. Zdánlivá vzdálenost mezi oběma objekty v tomto binárním systému je menší než jeden světelný rok. To je mnohem méně než dosavadní platný rekord, kdy dvojici supermasivních černých děr dělila vzdálenost 24 světelné roky.
V mladém vesmíru přeměňovaly zářivé galaxie s bouřlivým vývojem doslova zběsilým tempem obrovské zásoby plynného vodíku na nové hvězdy. Zásoby vodíku se tedy logicky v průběhu času ztenčovaly. Z tohoto důvodu není jasné, jakým způsobem si dokázaly některé galaxie udržet vysoké tempo tvorby mladých hvězd i dlouho po svém vzniku.
Různé jevy napříč vesmírem emitují záření v celém rozsahu elektromagnetického spektra – od gama paprsků o vysokých energiích na jedné straně, které vznikají při nejenergetičtějších procesech v kosmu, až po mikrovlny a rádiové záření o nízkých energiích na straně druhé.
Nová analýza dat z dalekohledu ESO/VLT a z jiných dalekohledů vůbec poprvé naznačuje, že pohyb hvězd v okolí supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy by mohl být ovlivněn efekty, jejichž existence vyplývá z Einsteinovy obecné teorie relativity. Výpočty naznačují, že dráha hvězdy S2 se jemně odchyluje od dráhy vypočítané s pomocí klasické fyziky. Tento výsledek je předehrou k mnohem přesnějším testům relativity, které provede přístroj GRAVITY, až bude pozorovat přiblížení hvězdy S2 k černé díře v roce 2018.
Pozorování takzvaných medúzovitých galaxií pomocí dalekohledu ESO/VLT odhalila dosud neznámý způsob, jakým superhmotné černé díry získávají hmotu. Zdá se, že mechanismus vzniku struktur tvořených plynem i hvězdami a připomínajících chapadla medúzy, které daly těmto objektům jméno, rovněž umožňuje, aby se plyn dostal až do centrální oblasti galaxie, stal se kořistí černé díry a jasně se rozzářil. Výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Nature.
Díky novým pozorováním, která pořídil dalekohled VST, se astronomům podařilo odhalit tři různé populace mladých stálic tvořících hvězdokupu v nitru Velké mlhoviny v souhvězdí Orion. Nečekaný výsledek přináší nový pohled na chápání procesu vzniku hvězdokup. Naznačuje totiž, že ke vzniku hvězd mohlo docházet v explozivních etapách, přičemž každá epizoda se odehrála mnohem rychleji, než se dříve myslelo.
Dalekohled ESO/VLT pořídil úchvatný záběr spirální galaxie s příčkou M 77 (Messier 77). Snímek sice zachycuje krásy galaxie například v podobě zářících ramen protkaných temnými oblaky prachu, ale není schopen odhalit pravou neklidnou povahu M 77.
Černé díry nemohou být podle současných představ samy o sobě zdrojem magnetického pole. Přesto nás pozorování přesvědčují, že černé veledíry v centrech galaxií jsou obklopeny organizovanou magnetosférou. To znamená, že magnetické silokřivky tvoří alespoň zčásti uspořádanou strukturu a nejsou jen tak náhodně a chaoticky propletené. Svědčí o tom mimo jiné vzhled a sama existence rozsáhlých výtrysků hmoty, jakýchsi proudů, které velmi často míří přesně určeným směrem a plyn se v nich pohybuje v úzce kolimovaných svazcích. Vladimír Karas z ASU společně se spoluautory z několika světových institucí navrhují, že by zdrojem tohoto magnetismu mohly být neutronové hvězdy, nořící se pod horizont událostí černé veledíry.
Na měření koncentrace železa v horkém plynu, který vyplňuje prostor mezi galaxiemi, se zaměřili odborníci z Masarykovy univerzity a americké Stanfordovy univerzity. Díky sledování kup galaxií, což jsou skupiny stovek galaxií, zjistili překvapivou skutečnost, že tento prvek je v nich obsažen rovnoměrně a s velkou pravděpodobností tedy vznikl dávno před tím, než se vůbec první kupy galaxií vytvořily. Je tedy starší než deset miliard let a vznikl krátce po velkém třesku, kdy byl vesmír bouřlivější, než se dosud myslelo.
