Vzdálený vesmír
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.
Podle nových výzkumů uskutečněných astronomy z University of Oxford a University College London, rotace galaktické příčky Mléčné dráhy – která je tvořena miliardami hvězd o hmotnosti biliónů hmotností Slunce – zpomalila o více než 24 % od svého vzniku; modely Galaxie dlouho předpokládaly takové zpomalování z důvodu předpokládaného temného halo, avšak toto je vůbec poprvé, kdy bylo zpomalování změřeno.
Blízké okolí černých veleděr v centrech galaxií v sobě zahrnuje nejen plyn nejčastěji zformovaný do podoby akrečního disku, ale také celou řádku hvězd nejrůznějších typů a vývojových stádií. Petra Suková v čele rozsáhlého týmu pracovníků z ASU studovala vliv průletů hvězd na akreci a procesy s ní spojené.
Na základě použití kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory a radioteleskopu MeerKAT v jižní Africe astronomové z University of Massachusetts, Amherst, detailně zmapovali centrální region naší Galaxie – Mléčné dráhy. Rentgenové a rádiové záření zobrazilo bouřlivé kosmické „počasí“ v centru naší Galaxie.
Nedávné výsledky na základě dat z astrometrické družice Gaia provozované Evropskou kosmickou agenturou ESA vedly k zajímavému odhalení, že hvězdnému obsahu ve vnitřním halo naší Galaxie – Mléčné dráhy – dominují pozůstatky ze satelitních trpasličích galaxií, jako je například Gaia-Enceladus (též známá jako Gaia Sausage). Událost splynutí s galaxií Gaia-Enceladus/Sausage je nyní jednou z nejdůležitějších v historii Mléčné dráhy, která ji formovala do podoby, v jaké ji pozorujeme dnes.
Vědecký tým kolem Hubbleova vesmírného teleskopu HST uvolnil neuvěřitelně nádherný snímek s označením ACO S 295, což je pozoruhodná kupa galaxií, která se nachází ve vzdálenosti 3,5 miliardy světelných roků daleko v malém jižním souhvězdí Hodiny.
Pozorování gravitačních vln a elektromagnetického záření ze splynutí neutronové hvězdy a černé díry může poskytnout velmi přesné lokální změření rychlosti rozpínání vesmíru. „Současná rychlost rozpínání vesmíru – tzv. Hubbleova konstanta Ho – je podstatou závažné kosmologické kontroverze,“ tvrdí Stephen Feeney z University College London se svými spolupracovníky. „Přímá měření v místní části vesmíru pomocí určování vzdáleností cefeid a supernov vedou k hodnotě Ho = 74,03 kilometru za sekundu na megaparsek.“
