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


25. vesmírný týden 2024

25. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 17. 6. do 23. 6. 2024. Měsíc bude v úplňku. Planety můžeme pozorovat pouze nízko na ranní obloze, nejvýše je Saturn a Mars. Aktivita Slunce je nižší, ale nová oblast se skvrnami to může rychle změnit. Pozorovatelé úkazů na obloze si všimli nočních svítících oblak i halových jevů. Starliner pokračuje v misi u ISS a očekáváme jeho přistání. Před dvaceti lety se začala psát historie soukromé kosmonautiky, když miniraketoplán SpaceShipOne dokázal dvakrát překonat výškovou hranici 100 km a tím otevřel dveře do kosmu i pro soukromé společnosti a turisty.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

C/2021 S3 PanSTARRS

Titul Česká astrofotografie měsíce za květen 2024 obdržel snímek „C/2021 S3 PanSTARRS“, jehož autorem je Miloš Gnida   Dnešní vítězný snímek soutěže Česká astrofotografie měsíce, který pořídil astrofotograf Miloš Gnida, nám přináší pohled hned na několik astronomických objektů. Jednak,

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mesiac

Mesiac zo včerajška, alebo aj test starého ruského objektívu. Vybavenie: Canon 60D, Tair 33 PhotoSniper 300mm, Vivitar teleconverter 3x, Video tripod. Software: PIPP, Autostakkert (20%), Registax, Adobe Photoshop 438x 1/800 ISO 640 F8

Další informace »