Související stránky k článku Astronomové zveřejnili první snímek černé díry v srdci naší Galaxie
EWASS 2017 skončil a my vám postupně přineseme formou seriálu žhavé astronomické novinky, které pražská mezinárodní konference přinesla. Shrnutí, které uvedeme každý den tohoto týdne formou článku, pro nás připravila osoba nejpovolanější, RNDr. Jiří Grygar. Nezbývá nám, než mu za jeho rozsáhlé povídání poděkovat. Teď už ale nechme hovořit autora, který nás v dnešním dílu uvede do atmosféry setkání a seznámí nás s novinkami na poli exoplanet, dění v okolí černé veledíry v naší Galaxii a pokroku na poli simultánní spektroskopie.
Mezinárodní skupina vědců objevila dvojhvězdu obíhající v blízkosti Sagittarius A*, supermasivní černé díry v centru naší Galaxie. Je to vůbec poprvé, co byl v blízkosti supermasivní černé díry nalezen hvězdný pár. Objev založený na datech získaných pomocí dalekohledu VLT (Very Large Telescope) na Evropské jižní observatoři (ESO) nám pomáhá pochopit, jak hvězdy přežívají v prostředí s extrémní gravitací. A co víc, mohl by otevřít cestu k detekci planet v blízkosti Sagittarius A*. Na objevu dvojhvězdy, který byl právě publikován v časopise Nature Communications, se významně podílel i Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.
Pozorování v infračerveném spektru ukázala, že v oblasti středu naší Galaxie se nachází překvapivě málo jasných rudých obrů. Naproti tomu zde bylo odhaleno zvýšené zastoupení mladých jasných hvězd. Pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vypracovali studii navrhující proces, který tuto zvláštnost vysvětluje. Článek vychází v tomto měsíci v časopise The Astrophysical Journal.
Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zaznamenali magnetické pole galaxie tak vzdálené, že jejímu světlu trvalo více než 11 miliard let, než dorazilo až k nám. Objekt tedy pozorujeme tak, jak vypadal, když byl vesmír jen 2,5 miliardy let starý. Výsledek astronomům přináší zásadní informace o tom, jak se utvářela magnetická pole galaxií podobných té naší.
Nová analýza odhaluje menší černou díru, která opakovaně proráží plynný disk větší černé díry v centru vzdálené galaxie. Zdá se tak, že v srdci vzdálené galaxie dostala supermasivní černá díra škytavku.
Tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR, Masarykovy univerzity a Matematicko fyzikální fakulty Univerzity Karlovy.
Astronomové za pomoci rentgenové observatoře Chandra objevili „výdechový otvor“, který odvádí horký plyn ze Sagittaria A*, supermasivní černé díry ve středu naší Galaxie. Tento průduch se – stejně jako Sagittarius A* – nachází asi 26 000 světelných let od Země a je spojen s dříve objevenou strukturou podobnou komínu, která je kolmá k rovině Galaxie. Data z družice Chandra ukazují válcovitý tunel, který pomáhá odvádět plyn směrem k vnějším oblastem Mléčné dráhy. Tento výsledek odhaluje, jak může černá díra Mléčné dráhy pohlcovat a vyvrhovat materiál.
Černé díry jsou exotickými kosmickými objekty, o nichž je s pomocí dalekohledů – pro astronomy nejobvyklejšího pracovního „nástroje“ – prakticky nemožné získat přímé informace svědčících o jejich fyzikálních vlastnostech. Ke „zvážení“ a „změření“ černých děr je tak nutné využít metod nepřímých. Vladimír Karas a jeho spolupracovníci jak z ASU tak z jiných světových ústavů ukázali, že získat hmotnost černé díry je možné jen na základě studia rentgenových záblesků, požírá-li tato díra látku ze svého okolí.
Díky mimořádné pozorovací kampani, na které se podílelo 12 pozemních i kosmických teleskopů včetně zařízení Evropské jižní observatoře ESO, se astronomům podařilo odhalit podivné chování pulsaru – kompaktního pozůstatku hmotné hvězdy s mimořádně rychlou rotací. Záhadný objekt je známý rychlými přechody mezi dvěma módy aktivity, což bylo až dosud pro astronomy nepochopitelné. Nyní však vědci objevili, že za toto podivné ‚přepínání‘ jsou zodpovědné náhlé krátkodobé emise hmoty z pulzaru.
Vědci objevili dosud nejstarší černou díru, která vznikla necelé půl miliardy let po velkém třesku. Nachází se v raném stádiu svého růstu, které dosud nebylo pozorováno. Zveřejněné výsledky potvrzují dosavadní teorie, podle nichž supermasivní černé díry existovaly již na úsvitu vesmíru. Na pozorování se v uplynulém roce podílely vesmírný teleskop Jamese Webba a rentgenová observatoř Chandra.
Mezinárodní tým astronomů objevil velmi mladou hvězdu, která se teprve formuje, nedaleko supermasivní černé díry Sagittarius A* v samém středu Mléčné dráhy. Hvězda získala označení X3a; teoreticky by však takto blízko černé díry neměla vůbec být schopna existovat. Součástí vědeckého týmu byli i čeští astronomové.
Hmotnost černé veledíry v centru naší Galaxie je dnes poměrně spolehlivě určena na základě přímých pozorování oběhů jasných hvězd v její bezprostřední blízkosti. U jiných galaxií však pro jejich velkou vzdálenost tento luxus nemáme a v odhadech hmotností jejich jader se musejí astronomové spolehnout na jiné metody. Michal Bursa a další pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU byli u vývoje slibné metodiky, která umožní na dálku zvážit černé veledíry za pomoci rentgenových záblesků.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT se astronomům podařilo zaznamenat velkou tmavou skvrnu v atmosféře planety Neptun a nečekaně také menší světlou oblast, která s ní sousedí. Jedná se o vůbec první pozorování temné skvrny na Neptunu provedené pozemním teleskopem. Tyto dočasné útvary vyskytující se na pozadí modré atmosféry planety Neptun jsou pro astronomy stále záhadou a nová pozorování přinášejí důležité informace o jejich povaze a původu.
Astrofyzikální PRogresy z Opavy: Studentka Teoretické fyziky na Fyzikálním ústavu SU v Opavě Zuzana Turoňová se ve své doktorandské práci zaměřila na výzkum specifických vlastností rentgenových binárních systémů, ve kterých jednou ze složek je černá díra. Tento zajímavý výzkum, jehož cílem je porozumění vzniku a vývoji těchto binárních systémů, v budoucnu přispěje k popisu chování látky v okolí černých děr a pomůže tak lépe identifikovat i dále zkoumat například prstence hmoty v okolí černých děr, jejichž snímky nám v minulých letech přinesl projekt Event Horizon Telescope. Svému výzkumu se přitom Zuzana Turoňová věnuje ve spolupráci s vědci na proslulé vědecké základně Los Alamos ve Spojených státech, v jejíž blízkosti proběhl 16. července 1945 pod vedením Roberta Oppenheimera první test atomové bomby.
Černé díry nemohou být podle současných představ samy o sobě zdrojem magnetického pole. Přesto nás pozorování přesvědčují, že černé veledíry v centrech galaxií jsou obklopeny organizovanou magnetosférou. To znamená, že magnetické silokřivky tvoří alespoň zčásti uspořádanou strukturu a nejsou jen tak náhodně a chaoticky propletené. Svědčí o tom mimo jiné vzhled a sama existence rozsáhlých výtrysků hmoty, jakýchsi proudů, které velmi často míří přesně určeným směrem a plyn se v nich pohybuje v úzce kolimovaných svazcích. Vladimír Karas z ASU společně se spoluautory z několika světových institucí navrhují, že by zdrojem tohoto magnetismu mohly být neutronové hvězdy, nořící se pod horizont událostí černé veledíry.
Magnetary – neutronové hvězdy s vysokou hustotou a mimořádně silným magnetickým polem – jsou objekty s nejsilnějšími magnetickými poli ve vesmíru a nalézáme je po celé Galaxii. Astronomové však zcela přesně nevědí, jak vznikají. Díky použití celé řady teleskopů po celém světě, včetně zařízení Evropské jižní observatoře ESO, se nyní vědcům podařilo nalézt hvězdu, která se pravděpodobně magnetarem teprve stane. Jedná se o hmotnou héliovou hvězdu se silným magnetickým polem – dosud nepopsaný typ hvězdného objektu, který by mohl původ magnetarů osvětlit.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Opavští fyzikové ve spolupráci se zahraničními vědci studují doposud nevysvětlené vlastnosti proměnného rentgenového záření pocházejícího z blízkosti superhmotných černých děr. Závěry nového výzkumu vědce vedou mimo jiné také k zajímavým informacím o rozložení a interakci doposud málo probádané skryté hmoty ve vesmíru. Jedním z důsledků výzkumu je možná existence dvou oddělných disků kolem superhmotných černých děr, což by obrazně mohlo připomínat rozložení prstenců u velkých planet Sluneční soustavy.
Centrum naší Galaxie je nesmírně zajímavou oblastí, v níž astronomové sledují nejrůznější projevy fyzikálních procesů jako ve vzdálené laboratoři. Některá pozorování pak přesvědčivě ukazují objekty s obálkou deformovanou do kometárního tvaru způsobeným pohybem objektu v pozaďovém materiálu nacházejícím se v okolí centra Galaxie. Michal Zajaček vedl mezinárodní tým astrofyziků, kteří takové situace modelovali. Práce úzce navazuje na pozorování oblaku G2, který se v loňském roce prosmýkl kolem centra Galaxie, jehož podstata není stále zcela zřejmá. Model publikovaný M. Zajačkem umožňuje na základě chování útvaru po průletu omezit myslitelné modely tohoto objektu a nejen to.
Působivý záběr, který zveřejnila Evropská jižní observatoř ESO, přináší důležité stopy vedoucí k odpovědi na otázku, jak by se mohly formovat planety o hmotnosti Jupiteru. V blízkosti mladé hvězdy vědci objevili rozsáhlé shluky prachu, které by se mohly zhroutit vlastní gravitací a vytvořit obří planety. Snímek vznikl kombinací dat pořízených pomocí dalekohledu VLT a radioteleskopu ALMA.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: V roce 2035 by měl být vypuštěn kosmický dalekohled ATHENA (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics), jehož čtyřletá mise se zaměří na výzkum vesmíru zejména v rentgenové oblasti elektromagnetického záření. Bude tedy zkoumat i překotné jevy v okolí masivních černých děr, jimiž se na teoretické bázi zabývají i vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě. Jednou z věcí, které by mohla družice detegovat, je také záření pocházející z disků látky interagující s hmotnými černými dírami. Výsledky vědeckého výzkumu poslouží jak k lepšímu pochopení černých děr samotných, tak i k předpovědím případného úniku nebezpečného záření z jejich okolí směrem k Zemi.
V jednom z předchozích dílů tohoto nekončícího seriálu jsme psali o podílu pracovníků AsÚ na výzkumu jedné z astronomických událostí těchto let, jíž je průlet tajemného oblaku s označením G2 kolem černé veledíry v centru naší Galaxie. K průchodu pericentrem (tedy nejbližším bodem dráhy) již došlo za nejvyšší pozornosti řady přístrojů včetně dalekohledů VLT provozovaných ESO. Na analýze výsledků se opět podíleli i vědci z AsÚ, mezi nimi i Michal Zajaček, bývalý student Vladimíra Karase a dnes doktorand International Max-Planck Research School v Bonnu. Zdá se, že oblak průlet kolem centra Galaxie přežil a tento průlet poodhalil odpovědi na otázku, co je tento útvar vlastně zač.
