Vzdálený vesmír
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.
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.
