Supermasivní černá díra pod lupou
Tým evropských a amerických astronomů studoval známé kosmické zrcadlení - takzvaný Einsteinův kříž, což je konfigurace čtyř navzájem protilehlých obrazů jediného velmi vzdáleného zdroje. Tyto obrazy jsou vytvářeny v důsledku jevu známého jako gravitační čočka, který je způsoben přítomností mezilehlé galaxie. Jev předpověděl již Albert Einstein; je totiž důsledkem jeho obecné teorie relativity. Zrcadlený objekt je v tomto případě pravděpodobně kvasar ve vzdálenosti deseti miliard světelných let, zatímco čočkující galaxie je k nám desetkrát blíže. Gravitační pole galaxie zakřivuje trajektorii světla a my můžeme pozorovat zvětšený obraz kvasaru.
Efekt zvětšení obrazu, známý jako "macrolensing", kde galaxie zastupuje úlohu přirozeného kosmického dalekohledu či lupy, je v astronomii velmi užitečný. Umožňuje totiž pozorovat vzdálené objekty, které by jinak byly příliš slabé pro přímé studium současnou technikou. "Kombinace tohoto přírodního zvětšení s použitím velkých dalekohledů nám poskytuje nejostřejší a nejdetailnější pohled, jaký kdy byl k dispozici," vysvětluje Frédéric Courbin, vedoucí programu studia Einsteinova kříže pomocí ESO/VLT.
Dalším vylepšením macrolensingu je sekundární zvětšení, způsobené tentokrát jednotlivými hvězdami galaxie. Jde o stejný fyzikálním princip, ovšem v mnohem menším měřítku, a proto je tento jev nazýván "microlensing" (v češtině je používán ekvivalent mikročočkování). V důsledku pohybu hvězd v čočkující galaxii se mění sekundární zvětšení obrazů způsobené mikrolensingem. To vede k rychlým změnám jasnosti všech čtyř obrazů vzdáleného kvasaru. Velikost oblasti, kterou díky microlensingu pozorujeme, je v tomto případě několik světelných dní, tedy rozměr srovnatelný s velikostí akrečního disku kvasaru.
"Díky tomuto unikátnímu vzorku dat jsme mohli ukázat, že záření s nejvyšší energií přichází z centrální oblasti (do jednoho světelného dne od centra). Co je ale důležitější, množství energie s rostoucí vzdáleností od středu klesá téměř přesně v souladu s teoretickou předpovědí," říká Alexander Eigenbrod, který provedl kompletní analýzu dat.
Použití makro- i mikro-lensingu ve spojení s obřím okem dalekohledu VLT umožnilo astronomům zkoumat oblast, jejíž velikost na obloze se pohybuje v řádu miliontin obloukové vteřiny. To zhruba odpovídá pozorování, při kterém pouhým okem sledujete desetikorunu na vzdálenost 5 milionů km (tedy asi 13násobku vzdálenosti Země - Měsíc). "Jde o 1000krát lepší rozlišení, než může být dosaženo za použití klasických technik a nejlepších existujících dalekohledů," dodává Courbin.
Měření rozložení teplot v okolí černé díry je unikátní. Existují různé teorie, které popisují formování kvazarů a způsoby, jak získávají energii. Každá z nich předpovídá jiný profil. Až dosud však chybělo přímé a nezávislé pozorování, které by umožnilo potvrdit nebo vyvrátit tyto teoretické modely; obzvláště to platí v případě centrálních oblastí kvasarů. "Jedná se o první přesné, přímé a na modelu nezávislé měření velikosti akrečního disku kvasaru," uzavírá člen týmu Georges Meylan.
Více Informací:
Eigenbrod, A., Courbin, F., Sluse, D., Meylan, G. & Agol, E. 2008, Microlensing variability in the gravitationally lensed quasar QSO 2237+0305 ≡ the Einstein Cross. I. Spectrophotometric monitoring with the VLT, Astronomy & Astrophysics, 480, 647
Eigenbrod, A., Courbin, F., Meylan, G., Agol, E., Anguita, T., Schmidt, R. W. & Wambsganss, J. 2008, Microlensing variability in the gravitationally lensed quasar QSO 2237+0305 ≡ the Einstein Cross. II. Energy profile of the accretion disk, Astronomy & Astrophysics, 490, 933
Složení týmu:
Frédéric Courbin, Alexander Eigenbrod a Georges Meylan (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), Dominique Sluse, Robert Schmidt, Timo Anguita a Joachim Wambsganss (Astronomisches Rechen-Institut, Heidelberg, Germany) a Eric Agol (University of Washington, Seattle, USA).
Zdroj: TZ ESO 003/08
Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí. Archív Tiskových prohlášení ESO v češtině je k dispozici na adrese: www.astrovm.cz/eso.
Česká republika je členem Evropské jižní observatoře (ESO) od ledna 2007.
Národní kontakt pro ESO: Pavel Suchan - suchan(zavináč)astro(tečka)cz.