Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  První úspěšná pozorování centra Galaxie pomocí GRAVITY
Jiří Srba Vytisknout článek

První úspěšná pozorování centra Galaxie pomocí GRAVITY

Detailní pohled do středu Galaxie
Autor: ESO/MPE/S. Gillessen et al.

Tým evropských astronomů použil nový přístroj GRAVITY pro dalekohled ESO/VLT a podařilo se mu získat mimořádné záběry centra naší Galaxie. Při tomto pozorování vědci poprvé zkombinovali světlo zachycené všemi čtyřmi hlavními dalekohledy systému VLT najednou. Získaná pozorování jsou však jen předzvěstí přelomových vědeckých výsledků, jakých GRAVITY bude schopen dosáhnout při výzkumu extrémně silných gravitačních polí v blízkosti superhmotné černé díry ve středu naší Galaxie. Znovu tak otestuje předpovědi Einsteinovy obecné teorie relativity.

zařízení pro průzkum superhmotné černé díry nyní spolupracuje se všemi čtyřmi hlavními teleskopy systému VLT

Přístroj GRAVITY v současnosti pracuje ve spojení se všemi čtyřmi hlavními dalekohledy (UT, Unit Telescope) systému ESO/VLT (Very Large Telescope), které disponují primárním zrcadlem o průměru 8,2 m. A již z prvních testů je zřejmé, že toto zařízení bude v krátké době schopné produkovat vědecké výsledky světové extratřídy.    

Přístroj GRAVITY je součástí interferometru VLTI. Díky kombinaci světla získaného všemi čtyřmi teleskopy VLT je schopen dosáhnout prostorového rozlišení a přesnosti pozičních měření jako dalekohled o průměru zrcadla kolem 130 m. Úhlové rozlišení a přesnost měření se tak zvýšila 15krát ve srovnání s jednotlivými dalekohledy VLT a umožní přístroji GRAVITY pořídit mimořádně přesná pozorování různých astronomických objektů. 

Jedním z hlavních úkolů přístroje GRAVITY budou detailní pozorování okolí superhmotné černé díry o hmotnosti 4 miliony Sluncí, která sídlí v centru naší Galaxie [1]. Ačkoliv pozice a hmotnost černé díry jsou známy od roku 2002, GRAVITY, na základě velmi přesných měření pohybu hvězd v okolí černé díry, umožní astronomům zkoumat gravitační pole v jejím okolí v dosud nedosažitelných podrobnostech. Bude tak možné provést unikátní testy platnosti Einsteinovy obecné teorie relativity.   

Z tohoto pohledu jsou velmi zajímavá již první pozorování provedená pomocí tohoto zařízení. Členové týmu GRAVITY [2] použili přístroj ke sledování hvězdy známé pod označením S2, která obíhá kolem centrální černé díry naší Galaxie s periodou 16 let. Tyto testy působivě demonstrovaly citlivost přístroje GRAVITY – s jeho pomocí se tuto slabou hvězdu podařilo zachytit během několika minut pozorování.   

Členové týmu budou v dohledné době schopni získat velmi přesná měření polohy hvězd v okolí černé díry – s přesností, která je srovnatelná s určováním polohy objektu na Měsíci na centimetry. To jim umožní sledovat, zda pohyb hvězdy kolem černé díry odpovídá předpovědím plynoucím z Einsteinovy obecné teorie relativity, nebo ne. Nová pozorování dokládají, že centrum Galaxie je pro tento účel ideální laboratoří. 

Pro celý tým to byl fantastický okamžik, když jsme – po osmi letech tvrdé práce – poprvé pozorovali interferenci světla přicházejícího od této hvězdy,“ říká vedoucí vědeckého týmu GRAVITY Frank Eisenhauer (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Německo). „Nejprve jsme ručně stabilizovali interferenci na nedaleké jasnější hvězdě a o několik minut později se nám podařilo získat také interferenční obrazec ze slabé hvězdy S2.“ Na první pohled bylo zřejmé, že ani referenční hvězda ani zkoumaná S2 nemají hmotného souputníka, jehož přítomnost by mohla komplikovat pozorování i analýzu. „Jsou to dokonalé vzorky,“ pochvaluje si Eisenhauer.

Animace znázorňuje průchod světelných paprsků přístrojem GRAVITY. Povšimněte si komplikované konstrukce a složité spolupráce jednotlivých komponent pro čtveřici dalekohledů VLT. Aby bylo možné dosáhnout interference svazků, dráhy paprsků musí být totožné s přesností na zlomek vlnové délky použitého záření.

První úspěšné pozorování přichází v pravý čas. Již v roce 2018 se hvězda S2 přiblíží do pericentra své dráhy kolem černé díry (nejbližšího bodu vzdáleného pouhých 17 světelných hodin, asi 122 au, přes 18 bilionů kilometrů). V tomto úseku se bude pohybovat rychlostí téměř 30 milionů kilometrů za hodinu, což jsou 2,5 % rychlosti světla. Za těchto podmínek se efekty předpovězené obecnou teorií relativity budou projevovat nejvíce a přístroj GRAVITY dostane příležitost získat ta nejdůležitější pozorování [3]. Podobná situace se totiž bude opakovat opět až za 16 let.

Poznámky

[1] Střed Galaxie se na obloze nachází v souhvězdí Štíra a je vzdálen asi 25 tisíc světelných let od nás.

[2] Konsorcium GRAVITY tvoří tyto instituce: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), LESIA (Paris Observatory), IPAG (Université Grenoble Alpes/CNRS), University of Cologne, Centro Multidisciplinar de Astrofísica Lisbon and Porto (SIM) a ESO.

[3] Tým bude schopen pro hvězdu obíhající kolem hmotné černé díry poprvé změřit dva relativistické efekty: gravitační rudý posuv záření a stáčení pericenta dráhy. K rudému posuvu dochází díky tomu, že světlo emitované hvězdou, aby mohlo uniknout do vesmíru směrem k nám, se musí pohybovat proti silám intenzivního gravitačního pole černé díry. Přitom ztrácí energii, což se projevuje rudým posuvem. Druhý efekt má vliv na tvar oběžné dráhy hvězdy a vede k odchylkám od ideální elipsy. Při pohybu hvězdy kolem černé díry dochází ke stáčení oběžné dráhy o zhruba 0,5° za jeden oběh. Stejný efekt je pozorován u oběžné dráhy planety Merkur v gravitačním poli Slunce, kde je však 6500krát slabší. Díky velké vzdálenosti je však sledování tohoto efektu v centru Galaxie mnohem obtížnější, než v případě Merkuru.

Další informace

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV , Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Frank Eisenhauer; GRAVITY Principal Investigator, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching, Germany; Tel.: +49 (89) 30 000 3563; Email: eisenhau@mpe.mpg.de

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Hannelore Hämmerle; Public Information Officer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching, Germany; Tel.: +49 (89) 30 000 3980; Email: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO1622



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: Přístroj GRAVITY, Obecná relativita, Naše Galaxie, Superhmotná černá díra, Tisková zpráva ESO, Gravity, ESO/VLT


20. vesmírný týden 2022

20. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 16. 5. do 22. 5. 2022. Měsíc bude v úplňku a nastává zatmění, u nás viditelné nízko nad obzorem jako částečné. Přehlídku planet viditelných okem nabízí ranní obloha. Nejjasnější Venuše se úhlově vrací ke Slunci. Lépe je vidět Jupiter a nejvýše jsou ráno Mars a Saturn. Skvrny na povrchu Slunce jsou stále k vidění a aktivita hvězdy je zvýšená. Astronomové publikovali záběr černé díry v centru naší Galaxie. InSight zaznamenala na Marsu dosud nejsilnější otřes. Po dvou startech Falconu 9 v minulém týdnu očekáváme tento týden třetí. ULA plánuje otestovat svoji kosmickou loď Starliner. Vynikající český astronom Ivan Šolc by se letos dožil 95 let.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Carina a sopka

Titul Česká astrofotografie měsíce za duben 2022 získal snímek „Carina a sopka“, jehož autorem je Lukáš Veselý Mlhovina Carina, sopečný ostrov La Palma i samotný kráter vulkánu Cumbre Vieja, to vše se vešlo vítězi dubnového kola soutěže Česká astrofotografie měsíce do jednoho fotografického

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Setkání planetek.

Setkání planetek. Rozměry obrázku jsou 30 x 15 obloukových minut, sever je nahoře, východ vlevo. Planetka (7335) 1989 JA je řazena do typu Apollo a prochází nejblíže Zemi mezi roky 1916 až 2194. V době fotografování byla od Země vzdálena 0.072 au a jasnost měla 13.2 magnitudy. O deset dní později bude o magnitudu jasnější a více než dvakrát blíže, ale na jižní obloze. V roce 1989 ji objevila E. Helinová na Mt. Palomaru. Planetka (15903) Rolandflorrie byla podstatně slabší, asi 17.3 magnitudy a nacházela se ve vzdálenosti 1.385 au od Země. V roce 1997 ji objevil amatérský astronom trpící v dětství Aspergerovým syndromem T. Handley v Burlingtonu (New Jersey) a dal jí jména svých rodičů.

Další informace »