Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Astronomové detekovali bublinu plynu obíhající kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie
Jiří Srba Vytisknout článek

Astronomové detekovali bublinu plynu obíhající kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie

Ilustrace oběžné dráhy ‚horké skvrny‘ kolem Sagittarius A*
Autor: EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser (Acknowledgment: M. Wielgus)

Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zachytili známky ‚horké skvrny‘ obíhající kolem superhmotné černé díry Sagittarius A*, která se nachází v centru naší Galaxie. Objev vědcům pomůže lépe pochopit dynamické okolní prostředí dosud obestřené řadou tajemství.

Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2212, 22. zaří 2022)

Domníváme se, že pozorujeme bublinu horkého plynu kroužící kolem Sagitarius A* po oběžné dráze, která je svou velikostí srovnatelná s drahou planety Merkur ve Sluneční soustavě. Jeden oběh však útvaru trvá jen 70 minut, musí se tedy pohybovat závratnou rychlostí asi 30% rychlosti světla,“ vysvětluje Maciek Wielgus (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Německo; Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Polsko; Black Hole Initiative, Harvard University, USA), vedoucí autor studie, která byla publikována ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.    

Pozorování byla provedena pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pracujícího vysoko v Andách, jehož spoluvlastníkem je ESO (European Southern Observatory). Data byla získána během kampaně Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, jejímž primárním cílem bylo pořídit záběr černé díry ve středu naší Galaxie. V dubnu 2017 bylo v rámci projektu EHT propojeno devět radioteleskopů v různých částech světa včetně ALMA a výsledkem byl nedávno zveřejněný historicky první snímek Sagitarius A*. Ke kalibraci pozorování centra Galaxie pořízených pro projekt EHT použili Maciek Wielgus a jeho kolegové (kteří spolupracují na projektu EHT Collaboration) paralelně provedená měření pomocí ALMA. K jejich překvapení se však v samotných datech z ALMA skrývalo mnohem více informací dále osvětlujících povahu černé díry.  

Čistě náhodou byla část pozorování provedena krátce po zjasnění centra Galaxie v rentgenovém oboru, které bylo zachyceno kosmickým teleskopem Chandra (Chandra Space Telescope, NASA). Předpokládá se, že tyto již dříve zaznamenané záblesky v rentgenovém a infračerveném oboru elektromagnetického záření jsou spojeny s takzvanými ‚horkými skvrnami‘ – bublinami horkého plynu, které vysokou rychlostí obíhají kolem černé díry.

Zcela nové a zajímavé je, že až dosud byla tato zjasnění Sagittarius A* detekována pouze v rentgenovém a infračerveném záření. V tomto případě však poprvé vidíme známky toho, že obíhající ‚horké skvrny‘ je možné zaznamenat také v radiovém oboru,“ upozorňuje Maciek Wielgus.   

Detekované infračervené záření 'horké skvrny' je možná projevem stejného fyzikálního jevu: když oblak emitující záření v infračerveném oboru chladne, stane se viditelným také na delších vlnách, které pozorují ALMA a EHT,“ vysvětluje spoluautor studie Jesse Vos (PhD student, Radboud University, Nizozemí).

Vědci se již dlouho domnívají, že tyto záblesky pocházejí z magnetických interakcí ve velmi horkém plynu obíhajícím v blízkosti Sagittarius A*, a nová zjištění tuto ideu podporují. „Nyní máme v rukou silné důkazy pro magnetický původ těchto zjasnění a naše pozorování poskytují vodítko k popisu geometrie těchto procesů. Nová data jsou mimořádně užitečná k vybudování teoretického rámce pro interpretaci těchto úkazů,“ dodává spoluautorka práce Monika Mościbrodzka (Radboud University).

ALMA astronomům umožňuje zkoumat také  polarizaci  rádiového záření přicházejícího ze Sagittarius A*, což je možné využít k odhalení magnetického pole černé díry. Členové týmu využili získaná pozorování v kombinaci s teoretickými modely, aby zjistili další podrobnosti o vzniku ‚horkých skvrn‘ a vlastnostech prostředí, které je obklopuje, včetně parametrů magnetického pole kolem Sagittarius A*. Výzkum přináší spolehlivější odhady charakteru magnetického pole než dosavadní data, což astronomům pomáhá odhalit základní vlastnosti černé díry a jejího okolí.   

Provedená pozorování potvrdila  některé poznatky nedávno získané na základě dat z přístroje GRAVITY pro dalekohled ESO/VLT (Very Large Telescope), který pracuje na vlnových délkách v infračerveném pásmu. Data jak z GRAVITY  tak ALMA naznačují, že ke zjasnění dochází ve shlucích plynu kroužícího po směru hodinových ručiček (při pohledu na oblohu) kolem černé díry rychlostí asi 30% rychlosti světla, přičemž oběžnou dráhu ‚horké skvrny‘ vidíme téměř shora.    

V budoucnu bychom měli být schopni sledovat ‚horké skvrny‘ v širokém rozsahu frekvencí díky koordinovaným pozorováním GRAVITY a ALMA – úspěch takového úsilí by byl skutečným milníkem v našem chápání fyziky zjasnění v centru Galaxie,“ upozorňuje spoluautor studie Ivan Marti-Vidal (University of València, Španělsko).

Členové týmu rovněž doufají, že pomocí dalekohledu ELT budou schopni přímo pozorovat obíhající shluky plynu v ještě vetší blízkosti černé díry a zjistí tak o ní mnohem více. „Jednoho dne snad budeme schopni s klidným srdcem říct, že ‚víme‘, co je Sagittarius A* zač,“ dodává Maciek Wielgus.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations”, který byl publikován ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244493).

Složení týmu: M. Wielgus (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Německo [MPIfR]; Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Polish Academy of Sciences, Polsko; Black Hole Initiative at Harvard University, USA [BHI]), M. Moscibrodzka (Department of Astrophysics, Radboud University, Nizozemí [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA a BHI), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Španělsko), J. Farah (Las Cumbres Observatory, USA; University of California, Santa Barbara, USA), N. Marchili (Italian ALMA Regional Centre, INAF-Istituto di Radioastronomia, Itálie a MPIfR), C. Goddi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Itálie a Universidade de São Paulo, Brazílie) a H. Messias (Joint ALMA Observatory, Chile).

Astronomická observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodním partnerským projektem organizací ESO, NSF (US National Science Foundation) a NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za členské státy financována ESO, NSF ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a NSC (National Science Council of Taiwan), MOST (Ministry of Science and Technology), NINS ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu a KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) v Koreji. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze strany Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, testování a provoz teleskopu ALMA.

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ku prospěchu všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření fascinace astronomií. Podporujeme mezinárodní spolupráci v astronomii. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji tvoří 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojice strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálie. Ústředí ESO, návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází v blízkosti Mnichova v Německu, zatímco chilská poušť Atacama, úžasné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři observatoře: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na hoře Paranal jsou to dalekohled VLT (Very Large Telescope) a interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometer), stejně jako dva přehlídkové teleskopy – VISTA pracující v infračervené oblasti a VST (VLT Survey Telescope) pro viditelné světlo. Na Observatoři Paranal bude ESO také hostit a provozovat pole teleskopů CTAS (Cherenkov Telesope Array South) pro detekci Čerenkovova záření v atmosféře - největší a nejcitlivější observatoř gama záření na světě. Společně s mezinárodními partnery provozuje ESO teleskopy pro milimetrovou a submilimetrovou oblast APEX a ALMA pracující na planině Chajnantor. Na hoře Cerro Armazones poblíž Paranalu stavíme nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled, Extremly Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“. Z našich kanceláří v Santiagu řídíme naši činnost v Chile a spolupráci s místními partnery a veřejností.

Odkazy

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Maciek Wielgus; Max Planck Institute for Radio Astronomy; Bonn, Germany; Tel.: +48 602417268; Email: maciek.wielgus@gmail.com

Monika Mościbrodzka; Radboud University; Nijmegen, The Netherlands; Tel.: +31-24-36-52485; Email: m.moscibrodzka@astro.ru.nl

Ivan Martí Vidal; University of Valencia; Valencia, Spain; Tel.: +34 963 543 078; Email: i.marti-vidal@uv.es

Jesse Vos; Radboud University; Nijmegen, The Netherlands; Mobil: +31 6 34008019; Email: jt.vos@astro.ru.nl

Bárbara Ferreira; ESO Media Manager; Garching bei München, Germany; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2212, 22. zaří 2022)



O autorovi

Jiří Srba

Jiří Srba

Narodil se v roce 1980 ve Vsetíně. Na střední škole začal navštěvovat astronomický kroužek při Hvězdárně Vsetín, kde se stal aktivním pozorovatelem meteorů a komet. Zde také publikoval své první populárně astronomické články. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH). Připravuje české překlady tiskových zpráv Evropské jižní observatoře.

Štítky: Superhmotná černá díra, Sagittarius a*, Radioteleskop ALMA, Tisková zpráva ESO


39. vesmírný týden 2022

39. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 26. 9. do 2. 10. 2022. Měsíc je ve fázi mezi novem a první čtvrtí a uvidíme jej večer koncem týdne nízko na jihozápadě. Jupiter je v opozici se Sluncem, vrcholí tedy kolem jedné ráno jako výrazná „hvězda“ noční oblohy. Vidět je taky Saturn, Neptun, Uran a Mars. Aktivita Slunce se zvýšila a uvidíme i hodně skvrn. Ráno je možné spatřit zvířetníkové světlo. V noci z pondělí na úterý narazí DART do planetky Dimorphos. V neděli 25. 9. po půlnoci našeho času proběhly tři starty raket téměř v průběhu jedné hodiny. Před 15 lety odstartovala DAWN vstříc Ceres a Vestě a před 45 lety odstartovala raketa Proton se stanicí Saljut 6.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Sluneční skvrna AR3078 v Ha

Titul Česká astrofotografie měsíce za srpen 2022 získal snímek „Sluneční skvrna AR 3078 v H-alfa“, jehož autorem jsou Marek Tušl a Martin Cholasta     Asi nejznámějším jevem na Slunci, zejména pro veřejnost, jsou sluneční skvrny. Ostatně, lidstvo o nich ví, nebo jejich

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Zodiakálne svetlo s vychádzajúcim Mesiacom

Zodiakálne svetlo s vychádzajúcim Mesiacom

Další informace »