Vzdálený vesmír
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.
Na poměry extrasolárních planet je GJ 367b drobeček. S polovinou hmotnosti Země je nově objevená planeta jednou z nejlehčích mezi téměř 5 000 dnes známými exoplanetami. Oběh své mateřské hvězdy trvá této extrasolární planetě přibližně osm hodin, právě tak je na ní tedy dlouhý jeden její rok. S průměrem něco málo přes 9000 kilometrů je GJ 367b o něco větší než Mars. Planetární systém se nachází necelých 31 světelných let od Země a je tak ideální pro další výzkum. Objev dokazuje, že je možné přesně určit vlastnosti i těch nejmenších a nejméně hmotných exoplanet. Takové studie představují klíč k pochopení toho, jak se terestrické planety formují a vyvíjejí.
Pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře astronomové odhalili zatím nejbližší známý pár superhmotných černých děr. Dvě černé díry navíc dělí od sebe navzájem mnohem menší vzdálenost než u kteréhokoliv jiného dosud objeveného systému tohoto typu. Dvojice skončí svoji existenci splynutím do jedné obří černé díry.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Superhmotné černé díry mohou být dobrým sluhou, ale rovněž i velmi zlým pánem pro možné civilizace v celé Galaxii. Nová studie opavských fyziků poukazuje na tři typy produkce energie v blízkosti černých děr, tj. tři varianty tzv. Penroseova procesu. Z těchto procesů by bylo možné v budoucnu těžit obrovské množství energie; stejné procesy mohou ale vést k fatálnímu úniku silné radiace a ohrožení života v jakékoliv galaxii. Fyzikové z Opavy tedy studují nejen možnosti využití tohoto gigantického zdroje energie, ale i to, jak zjistit možný unik energie a ochránit civilizaci.
Astronomové vůbec poprvé detekovali černé díry pohlcující neutronové hvězdy, podobně jako „Pac Man“ ve známé počítačové hře, a dokumentovali tak kolizi dvou nejextrémnějších a nevyzpytatelnějších objektů ve vesmíru. Detektory gravitačních vln Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) na území USA a Virgo v Itálii zachytily gravitační vlny umírající, po spirále se pohybující a nakonec kolidující neutronové hvězdy s černou dírou, a to hned ve dvou případech. Výsledky byly publikovány nedávno v Astrophysical Journal Letters.
Astrofyzikové ze skupiny LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration detekovali dalších 35 případů gravitačních vln od posledního katalogu z října 2020, což poskytlo 90 celkově pozorovaných záznamů gravitačních vln od počátku jejich detekce. Z 35 nově detekovaných případů šlo v 32 záznamech s největší pravděpodobností o splynutí černých děr – dvě černé díry se pohybovaly po spirále navzájem kolem sebe, až nakonec splynuly v jeden objekt – a ve třech případech se jednalo o kolizi neutronových hvězd s černými dírami. Hmotnosti černých děr se pohybovaly v širokém rozmezí, nejhmotnější z nich měla velikost kolem 90 hmotností našeho Slunce. Několik černých děr, které se vytvořily jako důsledek vzájemného splynutí, překročilo hranici 100 hmotností Slunce a jsou klasifikovány jako černé díry střední velikosti.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové objevili malou černou díru, kterou prozradil pohyb jejího hvězdného souputníka. Tuto detekční metodu použili vědci k odhalení černé díry hvězdné hmotnosti ležící mimo Mléčnou dráhu vůbec poprvé. Postup bude klíčový při pátrání po skrytých černých dírách v naší Galaxii i mimo ni a mohl by pomoci odhalit, jak tyto záhadné objety vznikají a vyvíjejí se.
Pomocí radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, nalezl tým astronomů fluor v galaxii vzdálené 12 miliard světelných let. Jejímu světlu tedy trvalo 12 miliard let, než dolétlo až k nám. V takto daleké galaxii s intenzivní tvorbou hvězd se fluor podařilo detekovat vůbec poprvé. Objev přináší nové informace o tom, jak ve vesmíru vzniká prvek, který se vázaný ve sloučeninách fluoridech vyskytuje v našich kostech a zubech.
Na připojeném obrázku je momentka z počítačové simulace ROMULUS ukazující středně hmotnou galaxii, její jasný centrální region se supermasivní černou dírou a polohy (a rychlosti) „toulajících se“ supermasivních černých děr (ty nepřipoutané k jádru; úsečka 10 kpc odpovídá vzdálenosti přibližně 31 000 světelných roků). Simulace studovala vývoj a četnost toulavých supermasivních černých děr – ty v raném vesmíru obsahovaly většinu hmoty soustředěné v černých dírách.
Toto jiskrné hvězdné pole, zachycené pomocí kamer Wide Field Camera 3 (WFC-3) a Advanced Camera for Surveys (ACS) na palubě Hubbleova vesmírného teleskopu HST, obsahuje kulovou hvězdokupu ESO 520-21 (rovněž známou jako Palomar 6). Hustě zaplněné zhruba kulové uskupení hvězd se nachází blízko centra Mléčné dráhy, kde mezihvězdný plyn a prach absorbují světlo hvězd a dělají tak pozorování mnohem náročnější.
Astronomové analyzovali 3D mapy tvarů a rozměrů blízkých molekulárních oblaků a objevili přitom mimořádně obrovskou dutinu v prostoru. Dutina tvaru koule popsaná v časopise Astrophysical Journal Letters má průměr zhruba 150 parseků – což se rovná téměř 500 světelných roků – a na obloze se nachází mezi souhvězdími Perseus a Taurus (Býk). Vědecký tým na základě dat z Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian věří, že se dutina zformovala v důsledku exploze pradávné supernovy zhruba před 10 milióny roků. Teď už se nerozpíná a na jejím „obalu“ bouřlivě vznikají stovky nových hvězd.
Na základě dat z radioteleskopů Atacama Large Millimeter Array (ALMA) a Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), a také Hubbleova vesmírného teleskopu HST astronomové pozorovali efekt kosmického bumerangu – proudu molekulárního plynu, který byl stržený pryč z galaxie, aby se později vrátil zpět – v severozápadním kvadrantu spirální galaxie NGC 4921 v kupě galaxií Coma. Pozorování nabízí nové pohledy do životního cyklu galaxií a stavebních útvarů uvnitř galaxií, jak byly vystopovány prostřednictvím molekulárního plynu.
Rhys Taylor z ASU se podílel na studii zvláštního objektu AGESVC1 282, jehož vlastnosti by mohly odpovídat hledanému typu tzv. temných galaxií. Autoři v práci pořídili dlouhoexpoziční snímek tohoto objektu v optickém oboru a na základě stanovení hranice pro optickou svítivost usuzují, o jaký typ objektu by mohlo jít.
Astronomové pořídili pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu HST pozoruhodnou fotografii trojice srážejících se galaxií Arp 195. Toto zajímavé uskupení galaxií se nachází ve vzdálenosti přibližně 763 miliónů světelných roků od Země a jeho poloha se promítá do souhvězdí Rysa.
Astronomové ze společného projektu Event Horizon Telescope (EHT) zobrazili výtrysk v srdci blízké rádiové galaxie Centaurus A a identifikovali polohu centrální supermasivní černé díry v galaxii s ohledem na rozdělený výtrysk (jet) z jejího jádra. Galaxie Centaurus A je od Země vzdálená zhruba 13 miliónů světelných roků a její poloha se při našem pohledu promítá do souhvězdí Kentaura.
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.
