Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Rozhovor: Michal Bursa - Rotace černých děr

Rozhovor: Michal Bursa - Rotace černých děr

Černou díru prozradí její vliv na okolí
Černou díru prozradí její vliv na okolí
Černé díry nejsou jen imaginární tělesa, která nikdo neviděl. Díky jejich vlivu na své okolí dokážou vědci určovat i takové vlastnosti, jako jejich hmotnost nebo třeba rychlost otáčení. Právě na tuto druhou vlastnost černých děr se zeptáme dr. Michala Bursy z Astronomického ústavu AV ČR.

Připomeňme si nejprve, co jsou černé díry?
Černé díry jsou velmi zvláštní objekty, které byly v klasické fyzice do začátku minulého století zcela neznámé, a na jejichž existenci poukázala až obecná teorie relativity. Ještě dalších 50 let však trvalo, než se podařilo objevit prvního skutečného kandidáta na černou díru - objekt Cyg X-1 v souhvězdí Labutě. Černé díry jsou objekty tak hmotné a zároveň malé, že v jejich okolí je gravitační pole natolik silné, že žádný objekt včetně světla nemůže tuto oblast opustit. Vznikají obvykle při gravitačním kolapsu hmotných hvězd poté, co hvězdě dojde palivo pro termonukleární reakce a už není schopna tlakem produkovaného záření vyrovnávat gravitační sílu celé její hmoty. Pokud je dostatečně těžká (zpravidla těžší než asi 10 hmotností Slunce), neexistuje nic, co by dokázalo odolat její vlastní gravitaci a zastavit kolaps. Hvězda se stane černou dírou.

Proč se černé díry otáčí?
Podobně jako energie či hmotnost, i rotace (přesněji řečeno moment hybnosti) je veličina, která se v přírodě zachovává. Pokud černá díra vznikla z materiálu, který nějakým způsobem rotoval, což bývá u hvězd pravidlem, tak i ona sama se bude otáčet.

Umělecká představa černé díry ve dvojhvězdě
Umělecká představa černé díry ve dvojhvězdě

Jak se dá rychlost otáčení změřit?
Protože černá díra je sama o sobě temné těleso, které nijak nesvítí, jelikož ani světlo z něj nemůže uniknout, můžeme její vlastnosti (hmotnost a rotaci) měřit pouze tehdy, pokud do její blízkosti dopravíme nějaké "testovací částice". Nejlepší způsob, který nám příroda nabízí, je tzv. akreční disk. Je to proud hmoty ve tvaru plochého disku (gramofonové desky), který se okolo černé díry vytvoří, pokud je poblíž nějaký zdroj, ze kterého může díra svou gravitací hmotu přetahovat. Nejčastěji se takovým zdrojem stane blízká hvězda, pokud je černá díra součástí dvojhvězdného systému. Plyn proudící v disku se třením zahřívá až na miliony stupňů a září, takže pozorováním disku se můžeme o vlastnostech černé díry, která ho formuje, mnohé dozvědět. Prakticky existují dva způsoby, které lze ke změření rotace černé díry použít: je to jednak měření rozšíření fluorescenční čáry železa ve spektru disku a jednak měření teploty a celkové zářící plochy akrečního disku.

Liší se od sebe hodně rotace jednotlivých černých děr?
Ano, ze zatím získaných výsledků se zdá, že jsou černé díry rotující poměrně málo, ale i takové, které rotují extrémně rychle. Zejména ty druhé jsou pro astrofyziku mimořádně zajímavé, neboť extrémní rotace by mohla být hledaným "pohonem" pro pozorované výtrysky hmoty.

Na čem závisí rychlost rotace?
Jak moc jsou černé díry roztočené, závisí na dvou faktorech. Určitý stupeň rotace mají již od počátku, protože vznikají z otáčejících se hvězd. Během svého života pak mohou další část získat (ale i ztratit) pohlcováním látky ze svého okolí. Některým černým dírám se např. může podařit prostřednictvím akrečního disku doslova vysát celou sesterskou hvězdu.

U kolika černých děr byla rychlost rotace změřena?
Pokud vynecháme supermasivní černé díry přítomné v jádrech galaxií, o kterých jsme se nezmiňovali, podařilo se zatím změřit rotaci pouze u šesti černých děr v naší Galaxii. Může se to zdát málo, ale celkový počet černých děr v našem okolí, o kterých víme, nedosahuje ani třiceti. A zatímco třeba určování hmotností černých děr je dnes už rutinní záležitost, měření rotace jsme schopni provádět jen posledních asi pět let.

Rozhovor vznikl na základě přednášky Michal Bursy na pravidelném semináři Astronomického ústavu AV ČR. Semináře se konají zpravidla každé první pondělí v měsíci na pracovišti v Ondřejově. Převzato ze stránek www.asu.cas.cz




O autorovi

Petr Sobotka

Petr Sobotka

Petr Sobotka je od r. 2014 autorem Meteoru - vědecko-populárního pořadu Českého rozhlasu. 10 let byl zaměstnancem Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově. Je tajemníkem České astronomické společnosti. Je nositelem Kvízovy ceny za popularizaci astronomie 2012. Členem ČAS je od roku 1995.



23. vesmírný týden 2026

23. vesmírný týden 2026

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 1. 6. do 7. 6. 2026. Měsíc po úplňku mění fázi k poslední čtvrti. Venuše je na večerní obloze opravdu výrazná a nyní se velmi nápadně blíží trochu slabšímu Jupiteru. Hodně blízko budou už v neděli 7. 6. Nízko už je večer vidět i Merkur. Velmi nízko na ranní obloze začíná být vidět Saturn. Sluneční aktivita je zatím nízká. Možná se objeví první noční svítící oblaka (NLC). V kosmonautice nejvíce, byť negativně, zaujala exploze rakety New Glenn během příprav k misi NG-4. Před 60 lety pokračoval intenzivně program Gemini a před 15 lety dolétal raketoplán Endeavour.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Hodina Jupiterovy rotace

Titul Česká astrofotografie měsíce za duben 2026 obdržel snímek a video Karla Sandlera s názvem „Hodina Jupiterovy rotace“ Soutěž Česká astrofotografie měsíce je, jak již název naznačuje, zaměřena zejména na fotografie. Ovšem vesmír není statický, na obloze se vše pohybuje, a to od těch

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

NGC 5907

NGC 5907 a supernova SN 2026kid – zánik hviezdy v galaxii pozorovanej zboku Na fotografii je špirálová galaxia NGC 5907 v súhvezdí Drak. Je známa aj pod prezývkami Knife Edge Galaxy alebo Splinter Galaxy, pretože ju zo Zeme pozorujeme takmer presne zboku. Namiesto klasických špirálových ramien tak vidíme predovšetkým jej úzky, pretiahnutý disk s výrazným prachovým pásom. Galaxia leží približne 46 až 50 miliónov svetelných rokov od Zeme a na oblohe má zdanlivú jasnosť okolo 11. magnitúdy. Zaujímavosťou tejto galaxie je aj jej okolie. Na veľmi hlbokých snímkach sa okolo NGC 5907 ukazujú mimoriadne slabé hviezdne prúdy – pozostatky dávnej gravitačnej interakcie, pravdepodobne po pohltení menšej trpasličej galaxie. Takéto štruktúry sú stopami dlhodobého vývoja galaxií a pripomínajú, že ani galaxie nie sú nemenné ostrovy hviezd, ale dynamické systémy, ktoré sa počas miliárd rokov vyvíjajú, deformujú a navzájom ovplyvňujú. Na tejto fotografii sa však nachádza ešte jeden mimoriadne zaujímavý detail. V disku galaxie je zachytená supernova SN 2026kid – výbuch hviezdy, ku ktorému došlo v tejto vzdialenej galaxii. Supernovu objavil japonský pozorovateľ Yasuo Sano 22. apríla 2026. Mne sa túto oblasť podarilo fotografovať práve v čase jej objavu a mám aj snímky z niekoľkých nocí predtým, na ktorých ešte tento objekt viditeľný nie je. Samostatný výrez priložený k fotografii ukazuje presnú pozíciu supernovy v galaktickom disku. Supernova typu II vzniká na konci života veľmi hmotnej hviezdy. Keď hviezda vyčerpá jadrové palivo, jej jadro už nedokáže odolávať vlastnej gravitácii. Prudko sa zrúti a vonkajšie vrstvy hviezdy sú odvrhnuté do priestoru obrovskou explóziou. Na krátky čas môže takáto udalosť zažiariť jasnejšie než miliardy bežných hviezd. Zároveň obohacuje svoje okolie o ťažšie prvky, z ktorých môžu neskôr vzniknúť nové hviezdy, planéty a aj chemické prvky potrebné pre život. Na snímke je SN 2026kid len nenápadný bod v úzkom páse vzdialenej galaxie. V skutočnosti však ide o svetlo z katastrofickej udalosti, ktorá sa odohrala pred desiatkami miliónov rokov. Jej fotóny putovali vesmírom približne tak dlho, ako je vzdialenosť galaxie samotnej, a dorazili k nám práve v čase, keď bola táto supernova objavená. LRGB+Ha+NIR verzia Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGB filtre, Baader SHO UltraHighspeed F2 3,5-4nm, Baader SLOAN i´, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, DIY Rapsberry Pico klapka s flat panelom, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 81x180sec. R, 66x180sec. G, 70x180sec. B, 288x120sec. + 98x180sec. L, 85x600sec Halpha, 27x120sec + 31x180sec. SLOAN i´, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 11.4. až 22.5.2026 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »