Vzdálený vesmír
Jak temný je vesmír a co nám to může říci o počtu galaxií v kosmu? Astronomové mohou odhadovat celkový počet galaxií například na základě počítání všech viditelných objektů zobrazených prostřednictvím Hubbleova hlubokého pole (Hubble deep field – HDF) a jejich následným přepočítáním na celkovou plochu oblohy. Avšak některé galaxie jsou příliš slabé a vzdálené, než abychom je mohli přímo detekovat. Nemůžeme je započítat, protože jejich světlo zaplavuje prostor jen velmi nejasnou září.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Již více jak 85 let se fyzikové domnívají, že ve vesmíru mohou existovat zkratky v zakřiveném prostoročase, tzv. červí díry. Tyto hypotetické spojnice dvou vzdálených míst ve vesmíru byly napříč desetiletími využívány zejména ve vědecko-fantastických uměleckých dílech, především pak v těch ze světa filmové či seriálové tvorby. Nyní je tým vědců včetně prof. Marka Abramowicze, působícího na Fyzikálním ústavu v Opavě, těmto hypotetickým kosmickým fenoménům na stopě více než kdy dřív, a to díky nedávnému slavnému pozorování stínu černé díry v galaxii M87.
Galaxie zakončují aktivní fázi svého života v okamžiku, kdy se v nich přestanou tvořit nové hvězdy. Až dosud se ale astronomům nedařilo spolehlivě zdokumentovat tento proces ve vzdáleném vesmíru. S použitím radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, vědci objevili galaxii, která přišla téměř o polovinu plynu potřebného pro formování dalších hvězd. Proces navíc probíhá překvapivou rychlostí – galaxie ztrácí každý rok plyn ekvivalentní hmotě 10 000 Sluncí. Členové výzkumného týmu se domnívají, že tento mimořádný jev nastartovala kolize s jinou galaxií, což by mohlo astronomy přimět k revizi modelů, kterými v současnosti popisují, jak galaxie přicházejí o schopnost vytvářet hvězdy.
GN-z11 je mladá, avšak průměrně hmotná galaxie nacházející se v souhvězdí Velké medvědice. Podle odhadu astronomů vznikla v době, kdy stáří vesmíru bylo pouhých 420 miliónů roků, tj. přibližně 3 % jeho současného věku. Je tak nejen nejstarší, ale také nejvzdálenější galaxií, kterou se doposud podařilo pozorovat.
Prostředí galaktických jader nabízejí nespočet možností pro studium vztahů mezi plynem, prachem, hvězdami a extrémním prostředím v okolí černé veledíry. Pozorování jádra blízké galaxie Centaurus A ukazují, že v této oblasti se vyskytují oblasti horkého a chladného plynu prakticky současně v těsném kontaktu. Tato skutečnost si ale zaslouží vysvětlení.
Astronomové pracující s daty z projektu Sloan Digital Sky Surveys’ Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) objevili „fosilní galaxii“ ukrytou v hlubinách naší Galaxie – Mléčné dráhy. Tyto závěry publikované 20. listopadu 2020 v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society mohou zamíchat našimi znalostmi o tom, jak Mléčná dráha dorostla v galaxii, jakou pozorujeme dnes.
Vzdálenost mezi Sluneční soustavou a zdrojem Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4 miliónů Sluncí v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy, je přibližně 25 800 světelných roků, tedy zhruba o 1 900 světelných roků méně, než se doposud uvádělo. Vyplývá to z analýzy nových dat japonského projektu VLBI (Very Long Baseline Interferometer) s názvem VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry).
Mezinárodní tým vědců prokázal, že glycin, nejjednodušší aminokyselina a důležitý stavební blok života, mohl vzniknout i za drsných podmínek, které ovládaly chemizmus vesmíru. Výsledky práce publikované v časopise Nature Astronomy vedou k závěru, že glycin a velmi pravděpodobně i další aminokyseliny se vytvořily v hustých mezihvězdných oblacích mnohem dříve, než se staly součástí nových hvězd a planet.
Průměrná teplota plynu napříč celým vesmírem se zvýšila více než 10krát za uplynulých 10 miliard roků a v současné době dosahuje hodnoty kolem 2 miliónů kelvinů. Vyplývá to z nového článku publikovaného v časopise Astrophysical Journal.
Pozorování v infračerveném spektru ukázala, že v oblasti středu naší Galaxie se nachází překvapivě málo jasných rudých obrů. Naproti tomu zde bylo odhaleno zvýšené zastoupení mladých jasných hvězd. Pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vypracovali studii navrhující proces, který tuto zvláštnost vysvětluje. Článek vychází v tomto měsíci v časopise The Astrophysical Journal.
Supermasivní černé díry charakterizují pouze dvě veličiny: hmotnost a rotace, které však mají rozhodující vliv na vznik a vývoj galaxií. Rotace objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy o hmotnosti 4 miliónů hmotností Slunce, byla až doposud špatně zjistitelná. V novém článku publikovaném v časopise Astrophysical Journal Letters skupina amerických astronomů stanovila horní limit pro rotaci objektu Sagittarius A* na základě rozložení hvězd typu S (S-stars) v jeho blízkém okolí.
Tento éterický pozůstatek dávno mrtvé hvězdy, který na obloze naleznete na břiše souhvězdí Velryby, nápadně připomíná lebku plující vesmírem. Strašidelná planetární mlhovina s přiléhavým jménem „Lebka“ je na tomto novém záběru zachycena v působivých barvách a neobyčejných detailech prostřednictvím dalekohledu ESO/VLT. Jedná o první objekt tohoto typu, u něhož je známo, že souvisí s párem těsně vázaných hvězd, kolem kterého obíhá třetí stálice.
Aktivní galaktická jádra patří mezi exotické kosmické objekty, neboť se v jejich středu nachází černá veledíra. Současně jsou tyto objekty ideální laboratoří procesů v akrečních discích a také vhodnými cíli pro studia jevů obecné teorie relativity. A tak pokud je k dispozici unikátní sada pozorování umožňují dozvědět se o těchto objektech téměř všechny podstatné informace, byla by škoda je nevyužít, zejména pokud je v týmu k dispozici programový balík pro tyto účely velmi vhodný.
Pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO) a dalších astronomických organizací po celém světě se vědcům podařilo zachytit vzácný úkaz – intenzivní záblesk záření doprovázející "slapové roztrhání" hvězdy superhmotnou černou dírou. Zjasnění, které jev vyvolal, bylo svého druhu nejbližší, jaké se dosud podařilo zaznamenat. Odehrálo se ve vzdálenosti asi 215 milionů světelných let a bylo tak možné ho studovat v nebývalých detailech. Výzkum byl prezentován v článku zveřejněném ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové objevili šestici galaxií ležících v okolí superhmotné černé díry. Uskupení se nachází velmi daleko a pozorujeme ho tak, jak vypadlo v době, kdy byl vesmír méně než miliardu let starý. Vůbec poprvé se podařilo spatřit podobně kompaktní skupinu v tak rané fázi vývoje vesmíru. Objev astrofyzikům pomůže lépe pochopit procesy, které vedly k rychlému vzniku superhmotných černých děr a jejich dalšímu růstu do enormních rozměrů. Získaná pozorování podporují teorii, že tyto extrémní objekty velmi rychle přibývají na váze uvnitř rozsáhlých struktur obsahujících značné množství plynu, které strukturou připomínají pavučinu.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: V prestižním vědeckém časopise Nature byl v dubnu tohoto roku publikován článek “A Galactic centre gravitational-wave Messenger”, jehož hlavním autorem je profesor Marek Abramowicz působící na Fyzikálním ústavu Slezské Univerzity. V článku přichází s nápadem, jak by mohla cizí vyspělá civilizace dát najevo ostatním civilizacím v naší Galaxii, že existuje. Stačilo by umístit velmi hmotný objekt na oběžnou dráhu kolem obří černé díry v centru naší Galaxie a nenechat ho zcela podlehnout jejímu vlivu.
Astronomové využívající dvojici amerických detektorů gravitačních vln LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) umístěných v Livingstonu (stát Luisiana) a v Hanfordu (stát Washington), a také italský detektor Virgo poblíž města Pisa, detekovali gravitační vlny generované při splynutí nejhmotnější doposud pozorované dvojice černých děr. Dvě rotující černé díry splynuly, když vesmír byl starý pouhých 7 miliard roků, což je zhruba polovina jeho současného věku. Při srážce vytvořily černou díru o hmotnosti 142× větší, než je hmotnost Slunce – tzv. černou díru střední velikosti.
Zrcadlo na obrázku má průměr 2,4 metru, tedy stejně jako je tomu u HST, ale je čtyřikrát lehčí (186 kg) a pokud vám jméno Roman Space Telescope nic neříká, pak vězte, že jde o chystaný vesmírný dalekohled NASA dříve známý pod zkratkou WFIRST. Takto lehké zrcadlo je ukázkou pokroku technologií od doby příprav Hubblea. Dalekohled Nancy Grace Romanové se bude moci dívat skrze prach blízkého i vzdáleného vesmíru díky tomu, že bude citlivý na oblast blízkého infračerveného záření, které lidské oko nevidí.
Hluboko uvnitř záplavy hvězd a za mračny tmavého prachu se uvnitř naší Galaxie známé jako Mléčná dráha nachází obrovský oblak plynu a prachu, kde probíhá intenzivní tvorba nových hvězd. Tato oblast označovaná jako W51 byla objevena v rádiovém oboru v roce 1958. Postupným vývojem techniky se podařilo proniknout skrz neproniknutelná oblaka prachu, a to především v infračerveném oboru. Díky tomu se dnes můžeme dívat na detaily dění uvnitř mlhoviny. Jedny z nejlepších snímků pořídily vesmírná observatoř Spitzer a létající dalekohled SOFIA.
„Pozorování“ černých děr jsou obecně založena na studiu jejich interakce s bezprostředním okolím. Nejlépe lze tak studovat černé díry hvězdných hmotností nacházející se v těsném dvojhvězdném systému s akrečním diskem. Tým astronomů se silnou českou účastí z ASU publikoval práci prezentující pokročilý model záření akrečního disku okolo černé díry a ukazují, že různé přístupy k modelování fyzikálních procesů mají na výsledné záření kruciální vliv. Budoucí pozorování by tak mohla umožnit určení přesnějších informací o černých dírách samotných.
