Související stránky k článku Astronomie v obrazech - Dirigent galaktického provozu
Astronomové mají rádi ve svých objevech pořádek. Každý objev nového přechodného jevu nebo druhu objektu má své jméno často už při nálezu prvního zástupce. V polovině 20. století se nám znásobil počet objevených galaxií. A byla by škoda použít na jejich dělení jen 3 škatulky, když je vidíme s prstenci, spirálami, příčkami, a v různých tvarech. Stejně jako by byla škoda rozdělit velkou knihovnu jen na beletrii a zbytek. Pojďme se podívat na uměleckou rozmanitost vesmíru v galaxiích.
Nové pozorování provedené přístrojem ERIS na dalekohledu Very Large Telescope (Evropská jižní observatoř) vyvrací předpoklad, že supermasivní černá díra v centru Mléčné dráhy pohlcuje okolní prachové objekty. Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty se podílel na studii, která byla nyní publikována v časopise Astronomy & Astrophysics.
Za poslední století se nám chápání vesmíru posunulo výrazně kupředu. Ještě roce 1920 se vedla debata, jestli hvězdný ostrov naší Galaxie (často nepřesně označovaný názvem Mléčná dráha) je celý náš vesmír, anebo existují další ostrovy hvězd. Neznali jsme žádné exoplanety, nechápali jsme tvorbu energie v centru našeho Slunce, neznali jsme ani stáří našeho Měsíce. Dnes je všemu jinak, a galaxií známe v moderních dobách opravdu hodně – místo jedné jsou jich napozorovány miliardy. Jejich počet se v našem okolí ale zmenšuje. Proč od nás utíkají?
Nový díl Rozhovorů o vesmíru opět zanese naši představivost do místa, kolem kterého se vše v naší Galaxii točí: obrovské a jasné hvězdokupy obsahující supermasivní černou díru. Miško Zajaček nám představí spoustu zajímavých objektů, které se v ní nachází, a s pomocí nejnovějších poznatků poodhalí, co jsou G objekty: tajemní obyvatelé centra, kteří se chovají jako hvězdy, ale vypadají jako plyn.
Kvazary jsou bez nadsázky nejnebezpečnějšími objekty ve vesmíru. Skrývá se za nimi obrovská černá díra vážící bezmála milióny sluncí, která se dále krmí. Některé dosahují hmotností celých galaxií. Toto monstrum se překrmuje tempem, že nestíhá všechen požíraný materiál zpracovat, a tak ho díky své rotaci vystřeluje skrze póly rychlostmi blízkými rychlosti světla ve formě “jetů”. Spolu s materiálem o teplotách miliónů stupňů, který kolem ní rotuje ve tvaru obrovského disku, patří mezi nejjasnější objekty ve vesmíru. Můžeme je pozorovat miliardy světelných let vzdálené - doslova napříč celým pozorovatelným vesmírem.
Supermasivní černé díry a způsob jejich vzniku poutají pozornost vědců po celém světě mnoho let. Tato vesmírná monstra s hmotností milion až 10 miliard hmotnosti našeho Slunce se nacházejí v centrech většiny velkých galaxií. Scénář jejich vzniku je však nejasný. Nové objevy naznačují, že tyto objekty vznikají jinak, než si astronomové dosud mysleli. Objevitelkou jednoho ze vzdálených „obrů“ a hlavní autorkou článku nedávno publikovaného v Astrophysical Journal Letters, který o objevu obří černé díry informoval, je Orsolya Kovács z Masarykovy univerzity.
Stejně jako se život člověka dá rozdělit do různých životních období, ukazuje se, že historie vesmíru má svůj vývoj také. Obdobím velkých změn je puberta, kdy se život obrátí takřka vzhůru nohama. Při přepočtu délky života člověka na stáří vesmíru došlo ve stejném období vesmírné “puberty” také k velkým změnám - vzhůru nohama se obrátila frekvence vzniku hvězd.
Přesvědčivý důkaz existence supermasivních černých dvojděr v aktivních galaktických jádrech přinesl mezinárodní výzkumný tým, kterého součastí byl i astrofyzik Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Výsledky studie, která zpracovávala data získaná největšími radioteleskopy na světě, byly nedávno prezentovány v prestižním odborném časopise The Astrophysical Journal. Na výzkumu se podílel tým odborníků z pěti zemí a osmi vědeckých či univerzitních pracovišť.
V 17. století nám pomohli Kepler, Galileo a Newton konečně porazit geocentrický model sluneční soustavy, kde v centru je naše Země a kolem ní obíhají všechny planety, a dokonce i Slunce. O 3 století později nám Shapley pomohl porazit další mylnou domněnku velké části astronomů - že nejsme ani v centru Galaxie. Byl to náraz pro naše ega, nicméně jsme tím zjistili, že se vesmír našimi představami o vlastní důležitosti neřídí.
Kosmický dalekohled Jamese Webba objevil v rámci průzkumu CEERS dosud nejvzdálenější aktivní supermasivní černou díru. Skrývá se v galaxii, která je stará jen něco přes 570 milionů let od velkého třesku. Současně byly objeveny další dvě menší černé díry a přes deset extrémně vzdálených galaxií.
V roce 1995 dostal ředitel operačního centra pro Hubbleův vesmírný dalekohled kontroverzní nápad. Přes očekávání svých kolegů se rozhodl pro druh pozorování, který dosud nikdo neprovedl: namířit velký zrcadlový dalekohled do nejtmavějšího místa na noční obloze. Výsledkem bylo maličké zorné pole prastarého vesmíru obsahující obrovské množství galaxií, způsobující revoluci v kosmologii dosud nevídaných rozměrů. Tento obrázek zároveň ozdobil na nějakou dobu pokoje mnoha astrofyziků.
Supermasivní černá díra uprostřed kvazaru H1821+643, který je vzdálen od Země asi 3,4 miliardy světelných roků, rotuje zhruba poloviční rychlostí světla. Kompozitní snímek kvazaru H1821+643 v úvodu článku obsahuje rentgenové záření zachycené družicí Chandra (modrá barva), které bylo zkombinováno s rádiovým zářením z radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (červená barva) a s optickým světlem z dalekohledu PanSTARRS na Havaji (bílá a žlutá barva).
Nově objevená hvězda pojmenovaná S4716 dosahující rychlosti 8 000 km/s se přibližuje na vzdálenost 98 AU (astronomických jednotek) k objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4,1 miliónu hmotností Slunce v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy. Toto gravitační monstrum je obklopeno skupinou hvězd (označovanou jako S-cluster), která kolem černé díry obíhá vysokou rychlostí.
HD1, tak zní označení potenciálně úplně nejvzdálenějšího kosmického objektu, který kdy lidé svými přístroji spatřili. Od této galaxie k nám světlo podle prvotních měření letělo 13,5 miliardy let. Díváme se tedy na vzhled objektu, jak vypadal ve chvíli, kdy vesmír existoval pouhopouhých 300 milionů let, což činí jen něco málo přes dvě procenta současné doby existence kosmu. Rudý posuv galaxie se rovná hodnotě 13,3. Tento, podle prvních měření opravdu mimořádný objev učinili vědci z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian Institut.
Na připojeném obrázku je momentka z počítačové simulace ROMULUS ukazující středně hmotnou galaxii, její jasný centrální region se supermasivní černou dírou a polohy (a rychlosti) „toulajících se“ supermasivních černých děr (ty nepřipoutané k jádru; úsečka 10 kpc odpovídá vzdálenosti přibližně 31 000 světelných roků). Simulace studovala vývoj a četnost toulavých supermasivních černých děr – ty v raném vesmíru obsahovaly většinu hmoty soustředěné v černých dírách.
Astronomové ze společného projektu Event Horizon Telescope (EHT) zobrazili výtrysk v srdci blízké rádiové galaxie Centaurus A a identifikovali polohu centrální supermasivní černé díry v galaxii s ohledem na rozdělený výtrysk (jet) z jejího jádra. Galaxie Centaurus A je od Země vzdálená zhruba 13 miliónů světelných roků a její poloha se při našem pohledu promítá do souhvězdí Kentaura.
Při použití radioteleskopu Arecibo a dalekohledu Gemini astronomové detekovali stěhovavou supermasivní černou díru v galaxii pojmenované SDSS J043703.67+245606.8 (zkráceně J0437+2456). Hvězdný ostrov J0437+2456 je spirální galaxií typu Sb, která je od Země vzdálena přibližně 230 miliónů světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Býka. Supermasivní černá díra, která byla poprvé detekována v roce 2018, má hmotnost zhruba tři milióny hmotností Slunce.
Teoretičtí fyzikové z Itálie, Španělska a Argentiny navrhli nový mechanismus pro vytvoření supermasivních černých děr (neboli veleděr) z temné hmoty. Standardní modely vzniku vyžadují normální baryonickou hmotu smršťující se v důsledku působení gravitace do podoby černých děr, které následně v průběhu času zvětšují svůj rozměr nabíráním další hmoty.
V centrech galaxií se nacházejí supermasivní černé díry (SMBH – SuperMassive Black Holes) o hmotnostech několika miliónů až miliard hmotností Slunce. SMBH obklopují centrální hvězdokupy (NSC – Nuclear Star Clusters), což jsou nejhmotnější známé hvězdokupy, o rozměrech převyšujících 10 pc a hmotnostech okolo miliónu hmotností Slunce. SMBH a NSC se nachází ve středech molekulárních zón (CMZ – Central Molecular Zone) složených z hustých oblak mezihvězdné hmoty, kde se tvoří nové hvězdy. Jak však SMBH vznikají a rostou je jednou z nevyřešených otázek dnešní astrofyziky.
