Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Nový pohled na supermasivní černou díru uprostřed Mléčné dráhy naznačuje skrytý výtrysk hmoty
Adam Denko Vytisknout článek

Nový pohled na supermasivní černou díru uprostřed Mléčné dráhy naznačuje skrytý výtrysk hmoty

Nová fotografie supermasivní černé díry Sagittarius A* pořízená projektem EHT. Čáry reprezentují orientaci polarizace, která souvisí s magnetickým polem kolem veledíry.
Autor: EHT Collaboration

Fotografii supermasivní černé díry Sagittarius A*, která se nachází v „srdci“ Mléčné dráhy zhruba 27 000 světelných let od Země, viděl snad každý. Úchvatný snímek publikovaný v květnu roku 2022 byl pořízen mezinárodním projektem Event Horizon Telescope (EHT) pomocí obrovské virtuální antény složené z několika radioteleskopů, jako například ALMA a APEX, rozmístěných po celé Zemi. Nyní jsme se dočkali další fotografie veledíry Sagittarius A*, tentokrát ale v polarizovaném světle, díky kterému máme možnost nahlédnout na spirálovité struktury silných magnetických polí v blízkosti tohoto hmotného kolosu. Ty se překvapivě podobají polím u supermasivní černé díry M87* a mimo jiné naznačují existenci skrytého výtrysku materiálu.

Spolupráce EHT před téměř 5 lety (v roce 2019) zveřejnila velmi známý snímek „mlhavé oranžové americké koblihy“, supermasivní černé díry v jádře obrovské eliptické galaxie Messier 87 (53 milionů světelných let od Země). Šlo o vůbec první přímý pohled na černou díru v historii lidstva. Když astronomové porovnali snímky M87* a Sgr A*, nalezli mnoho nápadných podobností, například již v samotném vzhledu, a to přesto, že černá díra uprostřed naší galaxie je více než 1000× menší a méně hmotná než ta v Messier 87. Astrofyzici se proto rozhodli Sagittarius A* prozkoumat podrobněji – v polarizovaném světle, aby zjistili v čem dalším se ještě shodují.

Proč zrovna polarizované světlo? Vlny polarizovaného světla kmitají pouze v jedné určité rovině, zatímco v nepolarizovaném záření jsou tyto oscilace orientovány v různých směrech. Světlo pocházející z akrečního disku kolem černé díry je polarizováno silným magnetickým polem tvořeným ionizovanými částicemi obíhajícími kolem díry. Díky polarizovanému světlu jsme tedy schopni zjistit, jak silné a zkroucené je dané magnetické pole. 

Pořízení a zpracování takového snímku samozřejmě není vůbec jednoduché. Materiál obíhající v akrečním disku se totiž pohybuje rychlostmi v řádech desítek procent rychlosti světla. Magnetická pole kolem černých děr jsou zároveň velmi turbulentní a dynamická. Skládání dat zachycených během několika dní do jedné fotografie je tak velmi obtížné. Pohled na černou díru je rušen mračny Mléčné dráhy a atmosférou Země.

„Protože se Sgr A* během fotografování pohybuje, bylo obtížné zkonstruovat i nepolarizovaný snímek. Když se ukázalo, že zvládneme udělat polarizovaný snímek, byla to velká úleva. Některé modely byly totiž příliš divoké na to, aby bylo možné zkonstruovat polarizovaný obraz, ale příroda k nám naštěstí nebyla tak krutá," říká vedoucí vědecký pracovník projektu EHT Geoffrey Bower z Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica, Tchaj-pej.

Musíme si také uvědomit, že disk je na obloze velikostně zhruba ekvivalentní tenisovému míčku nacházejícím se na lunárním povrchu pozorovaném z naší planety. Na nebi tedy jde o velmi malý objekt, a na jeho rozlišení je proto nutná virtuální anténa o velikosti Země složená z několika radioteleskopů. 

Porovnání snímků M87* a Sgr A* zachycených v polarizovaném světle. Vidíme, že magnetická pole mají podobné struktury a to přesto, že jsou díry velikostně a hmotnostně naprosto odlišné. Autor: EHT Collaboration
Porovnání snímků M87* a Sgr A* zachycených v polarizovaném světle. Vidíme, že magnetická pole mají podobné struktury a to přesto, že jsou díry velikostně a hmotnostně naprosto odlišné.
Autor: EHT Collaboration

Astronomům se tyto složité překážky podařilo překonat. Zjistili, že se struktury magnetických polí velikostně naprosto odlišných černých děr (M87* a Sgr A*) značně podobají. Podle expertů to může naznačovat, že silná magnetická pole jsou jakousi základní vlastností černých děr. Tato podobnost by také mohla směřovat na přítomnost skrytého výtrysku hmoty neboli jetu, který je v případě M87* jasně zřetelný. Odhalí jej dokonce i amatérská astrofotografická vybavení. 

Výtrysk díry Sagittarius A* jsme však zatím přímo nenalezli. Na jeho existenci ale ukazuje právě ono silné magnetické pole, které je podle výzkumů rozhodující pro to, jak černé díry interagují s okolní hmotou. V případě veledíry M87* její pole umožňují vypouštění výtrysků materiálu do prostoru. Je tedy dost možné, že se něco podobného děje i v srdci Mléčné dráhy. 

To se pokusí objasnit spolupráce Event Horizon Telescope v nadcházejícím desetiletí, kdy projekt podstoupí plánované rozšíření, díky němuž bychom se mohli dočkat ještě přesnějších dat a ostřejších snímků, které nám pomohou ve zkoumání černých děr. Další pozorování Sagittarius A* virtuální anténou o velikosti Země jsou plánována na letošní duben. Během nich bude využito více radioteleskopů než posledně, určitě se tedy máme na co těšit. 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] eso.org
[2] phys.org
[3] YouTube: Anton Petrov



O autorovi

Adam Denko

Adam Denko

Adam Denko se narodil v roce 2007 v Praze a nyní studuje na osmiletém gymnáziu v Berouně. Volný čas tráví především astronomií a astrofotografií, která ho upoutala již ve 13 letech. Za každé jasné noci sbírá fotony ze vzdálených kosmických objektů. Snímky následně vkládá na webové stránky, čímž ostatním ukazuje, jak fascinující vesmír vskutku je. Svůj oblíbený vědní obor se snaží popularizovat pomocí sociálních sítí a psaním článků na web a Instagram ČAS. Je zakladatelem Discord serveru AstroConnect, jenž si klade za cíl propojit mladé zájemce o astronomii z České a Slovenské republiky. Laureát Ceny Jindřicha Zemana za astrofotografii 2022 junior.
 

Štítky: Polarizace záření, Magnetismus, Sagittarius a*, Černá díra, EHT


45. vesmírný týden 2024

45. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 4. 11. do 10. 11. 2024. Měsíc dorůstající do první čtvrti je na večerní obloze. Kometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) je stále viditelná alespoň triedrem nebo větším dalekohledem. Venuše je krátce po západu vidět velmi nízko nad jihozápadem, Saturn brzy vrcholí nad jihem, Jupiter je výše až kolem půlnoci a Mars zůstává nejlépe viditelný nad ránem. Slunce zdobí několik větších skvrn. Na čínské stanici došlo k výměně posádek a po rekordně dlouhém pobytu přistála loď Šen-čou 18. Každý týden probíhá několik startů Falconu 9 se Starlinky, což se na obloze projevuje viditelností vláčků teček. Devadesát let uplynulo od narození významného amerického astrofyzika a popularizátora Carla Sagana.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Čiastočné zatmenie Mesiaca nad Dómom Sv. Alžbety

Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2024 obdržel snímek „Čiastočné zatmenie Mesiaca nad Dómom Sv. Alžbety“, jehož autorem je Robert Barsa.     18. září 2024 v ranních hodinách se nad jednou z nejvýznamnějších památek východního Slovenska, Dómem svaté Alžběty v

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Snímek komety C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS).

Snímek komety C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Měřítko 22 obloukových vteřin na pixel, sever je nahoře, východ vlevo.

Další informace »