Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Mezinárodní studii o existenci supermasivních černých děr publikoval magazín Astrophysical Journal

Mezinárodní studii o existenci supermasivních černých děr publikoval magazín Astrophysical Journal

Ilustrace znázorňující jet konající precesi v důsledku supermasivní binární černé díry v centru galaxie.
Autor: Michal Zajaček

Přesvědčivý důkaz existence supermasivních černých dvojděr v aktivních galaktických jádrech přinesl mezinárodní výzkumný tým, kterého součastí byl i astrofyzik Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Výsledky studie, která zpracovávala data získaná největšími radioteleskopy na světě, byly nedávno prezentovány v prestižním odborném časopise The Astrophysical Journal. Na výzkumu se podílel tým odborníků z pěti zemí a osmi vědeckých či univerzitních pracovišť.

Tým pod vedením německé astronomky Silke Britzen z německého Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii zkoumal tzv. blazary, což jsou akreující supermasivní černé díry v centrech galaxií. Blazar je označení pro aktivní jádro galaxie, jehož rychlé výtrysky horké plazmy, tzv. jety, směřují přímo k Zemi. Vědci ukázali důkazy, že za pozorovanou proměnlivost blazarů je ve skutečnosti zodpovědná precese jetů, tedy specifický rotační pohyb výtrysků plazmy, který je způsoben buď přítomností druhé masivní černé díry v blízkosti primární, nebo pokřiveným akrečním diskem kolem jediné černé díry.

„Fyzika akrečních disků a jetů je poměrně složitá, ale jejich prostorovou kinematiku lze přirovnat k jednoduchým gyroskopům, které si můžeme představit jako roztočenou dětskou hračku – káču. Pokud na akreční disk působí vnější kroutící moment, například prostřednictvím obíhající sekundární černé díry, dojde k jeho precesi a nutaci (tedy změnám orientace osy a jejímu kolísání) a spolu s ním tento pohyb vykonává i jet, podobně jako u osy rotace Země, kterou ovlivňuje Měsíc a Slunce,“ dodává spoluautor studie Michal Zajaček z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.

Jedním z nejdůležitějších výstupů této studie je, že zakřivení jetů pravděpodobně vypovídá o existenci binárních černých děr v centru těchto galaxií. Jet je tedy nucen se stáčet v důsledku gravitačního vlivu druhé černé díry na černou díru emitující tyto výrony horké plazmy. Kromě toho se týmu podařilo odhalit stopy nutačního pohybu s menší amplitudou v rádiových světelných křivkách i v kinematice komponent jetu – efekt druhého řádu a další důkaz precese.

Pozorování supermasivních černých děr dosahují nejvyššího možného rozlišení v astronomických pozorováních díky propojení radioteleskopů na velmi velké vzdálenosti pomocí rádiové interferometrie s velmi dlouhou základnou. Jedná se o stejnou techniku, která umožnila v dubnu 2019 v rámci projektu Event Horizon Telescope poprvé zobrazit stín černé díry a pozorovat černou díru o hmotnosti 6,5 miliardy Sluncí v galaxii M87.

Hledání blízkých párů supermasivních binárních černých děr probíhá již několik desetiletí, podle vědců však stále připomíná hledání jehly v kupce sena. „Stále nám chybí dostatečné rozlišení, abychom mohli existenci supermasivních binárních černých děr zkoumat přímo. Zdá se však, že precese jetů poskytuje nejlepší stopu těchto objektů, jejichž existenci očekává nejen komunita odborníků na černé díry / aktivní galaxie, ale také komunita odborníků na gravitační vlny, kteří nedávno publikovali důkazy o existenci kosmického gravitačního pozadí v důsledku gravitačních vln emitovaných při splynutí masivních černých děr v průběhu kosmické historie,“ shrnuje Silke Britzen z Max Planck Institutu v německém Bonnu.

Schematický model systému disk-jet znázorňuje rychlý proud plazmatu, který se kýve vlivem supermasivní binární černé díry v centru galaxie (vlevo). Simulovaný obrázek (uprostřed) zobrazuje jet získaný z morfokinematického modelu. Relativistické efekty v blízkosti rychlosti světla zvyšují jasnost jetu, který je orientovaný směrem k nám. Vpravo jsou zaznamenány výsledné změny jasnosti způsobené precesujícím jetem. Autor: Wolfgang Steffen / ilumbra – AstroPhysical MediaStudio
Schematický model systému disk-jet znázorňuje rychlý proud plazmatu, který se kýve vlivem supermasivní binární černé díry v centru galaxie (vlevo). Simulovaný obrázek (uprostřed) zobrazuje jet získaný z morfokinematického modelu. Relativistické efekty v blízkosti rychlosti světla zvyšují jasnost jetu, který je orientovaný směrem k nám. Vpravo jsou zaznamenány výsledné změny jasnosti způsobené precesujícím jetem.
Autor: Wolfgang Steffen / ilumbra – AstroPhysical MediaStudio

Animace (odkaz)

Poznámka

Supermasivní černé díry se obvykle nacházejí v centrech galaxií. V aktivních galaxiích se předpokládá, že akrece hmoty na centrální černou díru vytváří obrovské množství energie, které může zastínit celou galaxii – tyto centrální oblasti, označované jako aktivní galaktická jádra (AGN), jsou nejsvítivějšími trvalými zdroji ve vesmíru. Z centrální oblasti supermasivní černé díry jsou pomocí silného magnetického pole vypouštěny prodloužené bipolární proudy plazmatu, tzv. jety. V rámci jetu jsou pozorovány jasné části, tzv. složky jetu neboli rádiové komponenty, které se pohybují podél jetu.

Mezinárodního výzkumného týmu se účastnili vědci z Max Planck Institutu pro radioastronomii v německém Bonu, Masarykovy univerzity v Brně, Výzkumného centru v Mumbaji (Indie), Max Planck Institutu pro Astronomii v Heidelbergu (Německo), Univerzity v Bochumi (Německo), Technické univerzity ve Vídni (Rakousko), observatoře Tuorla (Finsko) a Kolínské univerzity (Německo).

Podrobnosti k publikované studii vč. kontaktů a dalších podkladů nejdete v tiskové zprávě Max Planck Institutu ZDE, vč. českého překladu ZDE.

Původní článek v The Astrophysical Journal: https://doi.org/10.3847/1538-4357/accbbc

Britzen et al.: “Precession-induced Variability in AGN Jets and OJ 287”, in The Astrophysical Journal, 951, 106. DOI: 0.3847/1538-4357/accbbc



Převzato: sci.muni.cz



O autorovi

Redakce Astro.cz

Redakce Astro.cz

Redakce Astro.cz je tu od roku 1995, kdy stránky založil Josef Chlachula. Nejaktivnějším přispěvovatelem je od roku 2003 František Martinek. Šéfredaktorem byl v letech 2007 - 2009 Petr Kubala, v letech 2010 - 2017 Petr Horálek, od roku 2017 je jím Petr Sobotka. Zástupcem šéfredaktora je astrofotograf Martin Gembec. Facebookovému profilu ČAS se z redakce věnuje především Martin Mašek a o Instagram se starají především Jan Herzig, Adam Denko a Zdeněk Jánský. Nejde o výdělečný portál. O to více si proto vážíme Vaší spolupráce! Kontakty na členy redakce najdete na samostatné stránce.

Štítky: Supermasivní černá díra


35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »