Související stránky k článku Astronomové rozluštili záhadu supermasivních černých děr v mladém vesmíru
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.
Černé díry patří mezi nejznámější a zároveň nejméně prostudované objekty ve vesmíru. Jejich existence již byla prokázána, ale jejich skutečná podstata je stále předmětem bádání. Fyzikální ústav v Opavě patří mezi světovou špičku ve výzkumu právě (a nejen) těchto exotických kosmických objektů, přičemž fyzikové se o černých dírách snaží co nejvíce dozvědět ze sledování objektů, které černé díry ovlivňují. Tým pod vedením prof. Abramowicze přišel s nápadem, jak černé díry – které samy vidět nejsou – zvážit pomocí specifického záření uvolněného v jejich okolí. Díky tomu určili hmotnost jedné z doposud nejtěžších pozorovaných černých děr ve vesmíru.
V třetím dílu Rozhovorů o vesmíru Norbert se Samuelem probírají přítomnost vody na osvětlené části Měsíce, Norbiho zážitky s pozorováním na létající observatoři SOFIA a jako hlavní téma si vybrali supermasivní a mikroskopické černé díry.
Astronomové využívající data z Hubbleova vesmírného teleskopu HST nalezli důkazy přítomnosti několika desítek černých děr hvězdné velikosti, schovávajících se v kolabujícím jádru kulové hvězdokupy NGC 6397, v jedné z nejbližších kulových hvězdokup vzhledem k Zemi. Hvězdokupa NGC 6397 je od Země vzdálená 7 800 světelných roků a její poloha se promítá do jižního souhvězdí Oltáře.
Vzdálenost mezi Sluneční soustavou a zdrojem Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4 miliónů Sluncí v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy, je přibližně 25 800 světelných roků, tedy zhruba o 1 900 světelných roků méně, než se doposud uvádělo. Vyplývá to z analýzy nových dat japonského projektu VLBI (Very Long Baseline Interferometer) s názvem VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry).
22. října 2020 od 18:15, délka 90 minut + diskuse
Živé streamování přednášky lze sledovat na stránce N1 v pavilonu IMPAKT.
https://www.mff.cuni.cz/cs/verejnost/multimedia/impakt-stream
Záznam bude následně k dispozici skrze kanál LLionTV na YouTube.
https://www.youtube.com/user/LLionTV
Během a na závěr přednášky bude možné pokládat otázky skrze aplikaci slido.
Supermasivní černé díry charakterizují pouze dvě veličiny: hmotnost a rotace, které však mají rozhodující vliv na vznik a vývoj galaxií. Rotace objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy o hmotnosti 4 miliónů hmotností Slunce, byla až doposud špatně zjistitelná. V novém článku publikovaném v časopise Astrophysical Journal Letters skupina amerických astronomů stanovila horní limit pro rotaci objektu Sagittarius A* na základě rozložení hvězd typu S (S-stars) v jeho blízkém okolí.
Astronomové pozorovali v optickém oboru jasný záblesk ve vzdáleném vesmíru a domnívají se, že za ním stojí splynutí dvou černých děr, které zaznamenaly gravitační detektory jako úkaz GW190521g. Pokud by se ukázalo, že mají pravdu, šlo by o unikátní pozorování takto extrémně jasného jevu, který může pomoci v ověřování našich modelů chování černých děr.
Nyní víme přesně, jak hmotná nejrychleji rostoucí černá díra ve vesmíru ve skutečnosti je, a stejně tak jak mnoho hmoty doslova „žere“, a to díky novým výzkumům pod vedením Australian National University (ANU). Její hmotnost byla určena na 34 miliard hmotností Slunce a hltá hmotu v ekvivalentu téměř jednoho Slunce každý den, jak uvádí Christopher Onken se svými spolupracovníky.
Jak vznikají černé díry? Astrofyzikové mají několik teorií, avšak ve skutečnosti to nevědí jistě. Jednou z možností je, že hmotná hvězda tiše zkolabuje nebo se zrodí při kolosální explozi známé jako supernova. Nová pozorování nyní napovídají, že by to skutečně mohl být ten druhý případ. Vlastně astronomové předpokládají, že tyto exploze jsou tak mohutné, že mohou vést k vyvržení vzniklé černé díry napříč Galaxií rychlostí větší než 70 kilometrů za sekundu.
Počítačové simulace provedené astrofyziky na Tohoku University v Japonsku vedly k odhalení nové teorie původu supermasivních černých děr. Podle této teorie předchůdci supermasivních černých děr narůstají nejen pohlcováním mezihvězdného plynu, ale stejně tak i menších hvězd. To pomáhá vysvětlit velké množství supermasivních černých děr pozorovaných v současnosti.
Družice WISE mapovala vesmír v oboru IR zářeníMise astronomické družice NASA s názvem Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) vedla mj. k odhalení "zlatého dolu" - k objevení velkého množství superhmotných černých děr přezdívaných "hot DOGs" (dust-obscured galaxies), čili horké, prachem zahalené galaxie.
Mohou mít supermasivní černé díry své souputníky? Podstata vzniku galaxií napovídá, že odpověď zní ano, a ve skutečnosti dvojice supermasivních černých děr mohou být ve vesmíru docela běžné. Supermasivní černá díra, která se ukrývá v centru naší Galaxie a kterou označujeme jako Sagittarius A*, má hmotnost odpovídající zhruba 4 miliónům hmotností Slunce.
Galaxie ESO 243-49, v níž byla objevena první černá díra střední velikostiJiž mnoho let mají astronomové k dispozici velké množství důkazů o existenci dvou typů černých děr: 1) černých děr hvězdné velikosti a 2) supermasivních černých děr v jádrech galaxií. Dříve považovali za nejobvyklejší standard malé černé díry s hmotností pouze několikrát větší, než je hmotnost našeho Slunce. Později, jak už vyplývá z jejich označení, byly objeveny obrovské a těžké černé díry s hmotnostmi, které několik miliónkrát převyšují hmotnost Slunce.
Protoplanetární disky kolem hvězd nemusí být jediným místem pro vznik planet. Vyplývá to z práce týmu teoretických astronomů z Japonska. Výzkumníci navrhli novou oblast pro vznik těles planetárních rozměrů: prachový torus v okolí supermasivních černých děr v jádrech aktivních galaxií.
NGC 6240 je velmi dobře prostudovaná blízká nepravidelná galaxie, která je ve stadiu postupného slévání tří samostatných galaxií. Nachází se ve vzdálenosti zhruba 400 milionů světelných roků a při pohledu ze Země se promítá do souhvězdí Hadonoše. Její rozpětí je 300 000 světelných roků a má podlouhlý tvar s rozvětvenými chomáčky, smyčkami a ohony. Uskupení obsahuje tři supermasivní černé díry ve svém jádru. Dvě z nich jsou aktivní a každá z nich má hmotnost zhruba 90 milionů hmotností Slunce. Vyplývá to ze studie publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.
Skupina astronomů včetně dvojice vědců z MIT (Massachusetts Institute of Technology) detekovala nejvzdálenější supermasivní černou díru pozorovanou do současné doby. Tato černá veledíra se nachází v centru mimořádně jasného kvasaru. Světlo, které astronomové pozorovali, opustilo kvasar pouhých 690 miliónů roků po Velkém třesku. Po 13 miliardách roků putování vesmírem dospělo záření až k nám – tento časový úsek téměř odpovídá stáří vesmíru.
Pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) astronomové odhalili o mnohém vypovídající známky přítomnosti 11 hvězd o malé hmotnosti vznikající v těsné blízkosti pouhých 3 světelných let od zdroje záření Sagittarius A*, který ukrývá supermasivní černou díru v centru naší Galaxie (Mléčné dráhy). Supermasivní černá díra o hmotnosti téměř 4 milióny hmotností Slunce se nachází přibližně 26 000 světelných roků od Země a promítá se do souhvězdí Střelce (Sagittarius).
Mezinárodní tým astronomů provedl na superpočítači úspěšné simulace ke znázornění procesu vzniku velmi hmotných černých děr ze supersonických proudů plynu zbylých po Velkém třesku. Studie byla publikována v časopise Science. Vedoucím výzkumného týmu byl Shingo Hirano z University of Texas, Austin's Department of Astronomy. „To je významný postup vpřed. Původ monstrózních černých děr zůstával dlouhou dobu záhadou a teprve nyní jsme se přiblížili k jejímu vyřešení,“ říká Shingo Hirano.
