Související stránky k článku Dva prstence kolem černých děr? Mohla by za ně skrytá hmota!
Podstata temné (skryté) hmoty, která podle všeho představuje nejméně 23 % hmotnosti a energie vesmíru, je stále ještě jednou z největších neobjasněných záhad současné vědy. Nedostatek experimentálních důkazů, které by umožnily odlišit elementární částice předpověděné teoretiky, stejně jako nedávné odhalení gravitačních vln uvolněných při srážce dvou černých děr (jejich hmotnosti zhruba 30× převyšovaly hmotnost Slunce) pomocí detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) oživilo zájem o možnost, že by temnou hmotu mohly představovat primordiální černé díry o hmotnostech v rozmezí 10 až 1 000 hmotností Slunce.
V průběhu posledních třech desetiletí pozorují astronomové velmi rychlý pohyb jasných hvězd v okolí jádra naší Galaxie (objekt označovaný Sagittarius A*). Charakter pohybu svědčí o přítomnosti superhmotné černé díry, kolem níž hvězdy obíhají. Za tato měření získali dva astronomové, Němec Reinhard Genzel a Američanka Andrea Ghez, Nobelovu cenu za fyziku udělenou v r. 2020. Ve studii zveřejněné nedávno v časopise Americké astronomické společnosti The Astrophysical Journal analyzuje mezinárodní tým s účastí Astronomického ústavu AV ČR zajímavé proměny, které probíhají v obálce jedné z těchto hvězd.
Vedci simulovali tvorbu malej koncentrácie hmoty, nazývanej halo temnej hmoty, v rámci ktorej sa predpokladá, že vznikajú galaxie ako naša Mliečna dráha. Výzvou tejto simulácie bolo modelovanie galaxií tak malých ako jedna desatina Mliečnej dráhy, a to v objeme tak veľkom, ako je celý náš pozorovateľný vesmír.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Ačkoliv futuristické, nikoliv fyzikálně nereálné: Největším zásobníkem k těžbě čisté energie ve vesmíru by mohly být supermasivní černé díry, které se nacházejí ve středu galaxií. Jak známo, ze samotných černých děr sice neunikne ani světlo, ale v těsném okolí těchto mimořádně hmotných kosmických těles by se energie dala těžit díky jejich rotaci. Na tuto možnost se zaměřili ve svém vědeckém výzkumu i astrofyzikové z Fyzikálního ústavu Slezské univerzity v Opavě – Martin Kološ, Arman Tursunov a Zdeněk Stuchlík.
Ďalšie dôkazy o existencii temnej hmoty, tajomnej substancii, o ktorej sa predpokladá, že udržuje vesmír pohromade, poskytli kozmológovia z Durham University. Pomocou sofistikovaných techník počítačového modelovania, tím vedcov simuloval tvorbu galaxií za prítomnosti tmavej hmoty, čím bol schopný preukázať, že ich veľkosť a rýchlosť otáčania sú prepojené s ich jasom podobným spôsobom aký pozorovali astronómovia.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: V prestižním vědeckém časopise Nature byl v dubnu tohoto roku publikován článek “A Galactic centre gravitational-wave Messenger”, jehož hlavním autorem je profesor Marek Abramowicz působící na Fyzikálním ústavu Slezské Univerzity. V článku přichází s nápadem, jak by mohla cizí vyspělá civilizace dát najevo ostatním civilizacím v naší Galaxii, že existuje. Stačilo by umístit velmi hmotný objekt na oběžnou dráhu kolem obří černé díry v centru naší Galaxie a nenechat ho zcela podlehnout jejímu vlivu.
Vedci z University of Waterloo zachytili prvý kompozitný obrázok mosta tvoreného temnou hmotou, ktorý spája galaxie dohromady. Tento obrázok kombinuje množstvo jednotlivých snímok, a potvrdzuje predpovede, že galaxie v celom vesmíre sú zviazané prostredníctvom kozmickej siete spojenou s temnou hmotou, ktorá doteraz zostávala nepozorovateľná.
„Pozorování“ černých děr jsou obecně založena na studiu jejich interakce s bezprostředním okolím. Nejlépe lze tak studovat černé díry hvězdných hmotností nacházející se v těsném dvojhvězdném systému s akrečním diskem. Tým astronomů se silnou českou účastí z ASU publikoval práci prezentující pokročilý model záření akrečního disku okolo černé díry a ukazují, že různé přístupy k modelování fyzikálních procesů mají na výsledné záření kruciální vliv. Budoucí pozorování by tak mohla umožnit určení přesnějších informací o černých dírách samotných.
Výskumný tím na Rochester Institute of Technology nepripúšťa výzvu akceptovaného štandardného modelu vesmíru a teórie o tom, ako sa galaxie formujú, objasnením ich problematickej štruktúry. Rozsiahla štruktúra v oblasti pólov galaxie – rovina satelitných galaxií na póloch Mliečnej dráhy – sa totiž nachádza v centre roztržiek medzi vedcami, ktorí nesúhlasia s existenciou tmavej hmoty, neviditeľnej hmoty údajne tvoriacej 85% vesmíru.
Astronomové z Evropské jižní observatoře (ESO) a dalších institucí objevili černou díru, která leží jen asi 1 000 světelných let od nás. Jedná se tak o prozatím nejbližší nalezenou černou díru. Je součástí systému tří těles, jehož hvězdy jsou na obloze jižní polokoule viditelné pouhým okem. Členové týmu našli důkazy přítomnosti tohoto temného objektu díky pečlivému sledování pohybu jeho hvězdných souputníků pomocí dalekohledu MPG/ESO na Observatoři La Silla v Chile. Vědci se domnívají se, že tento systém by mohl být jen pomyslnou špičkou ledovce. V budoucnu by mohla být objevena řada podobných černých děr.
Nová pozorování naznačují, že v nejvýznamnějším období vzniku galaxií – před deseti miliardami let – byly hmotné galaxie s aktivními procesy formování hvězd dominantně tvořeny běžnou (baryonovou) hmotou. To je však v příkrém kontrastu se současnými galaxiemi, u kterých pozorujeme mnohem významnější vliv záhadné temné hmoty. K tomuto překvapivému výsledku astronomové dospěli na základě pozorování provedených pomocí dalekohledu ESO/VLT. Z výsledků vyplývá, že temná hmota hrála v raném vesmíru méně zásadní úlohu, než dnes. Výzkum byl prezentován ve čtveřici samostatných článků, jeden z nich byl publikován tento týden v prestižním vědeckém časopise Nature.
Astronomové využívající radioteleskop NSF’s Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) na National Radio Astronomy Observatory (NRAO) pozorovali 111 blízkých trpasličích galaxií do vzdálenosti jedné miliardy světelných roků od Země. Mezi nimi identifikovali 13 galaxií, které obsahují velmi hmotné černé díry. Tyto galaxie s hmotnostmi více než 100× menšími, než je hmotnost naší Galaxie, jsou mezi nejmenšími galaxiemi známé tím, že hostí hmotné černé díry. Zhruba v polovině těchto galaxií se však černé díry nenacházejí v jejich centrech. Černé díry mají průměrné hmotnosti kolem 400 000 ekvivalentů Slunce.
Štúdia z 28. februára uverejnená v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zachytáva najnovší objav vedcov z Yale univerzity. Zhotovili mapu tmavej hmoty s najväčším rozlíšením aké sa doposiaľ podarilo dosiahnuť. Táto mapa ponúka závažné dôkazy pre existenciu studenej tmavej hmoty – pomalých častíc, ktoré tvoria väčšinu hmoty vo vesmíre.
Materiál, který padá do černé díry, vysílá do vesmíru rentgenové záření. Nyní se – za přispění českých vědců – poprvé podařilo zmapovat dynamiku nejbližšího okolí černé díry pomocí ozvěn tohoto záření pozorovaných rentgenovou observatoří XMM-Newton Evropské kosmické agentury (ESA).
Nadbytek záření gama (na obrázku znázorněn žlutobílou barvou) v srdci velké galaxie M31 v souhvězdí Andromedy naznačuje neočekávané podivné aktivity v centrálních oblastech galaxie. Astronomové se domnívají, že signál může být vytvářen rozmanitými procesy, počítaje v to populaci pulzarů nebo dokonce skrytou hmotu.
Titulní obrázek dnešního článku znáte asi všichni. Mediálním světem vloni v dubnu rezonovala historicky první fotografie černé díry. Ono historické pozorování provedla soustava pozemských radioteleskopů Event Horizon Telescope (EHT). Dnes ale nebude řeč o slavné fotografii z loňska, ale o výzkumu, který prováděla kosmická observatoř Chandra. Ta se zaměřila na horké výtrysky směřující z centra galaxie M87 v rentgenovém oboru elektromagnetického záření a přinesla nové zajímavé poznatky.
Analýza dat získaných v rámci rozsáhlé přehlídky galaxií, kterou v uplynulých letech prováděl dalekohled ESO/VST pracující na observatoři Paranal v Chile, naznačuje, že hustota temné hmoty ve vesmíru by mohla být nižší a její rozložení rovnoměrnější, než se dosud myslelo. Mezinárodní tým vědců využil snímky získané v rámci přehlídky KiDS (Kilo Degree Survey) k výzkumu vlivu gravitačního působení nejrozsáhlejších struktur hmoty ve vesmíru na světlo přicházející od patnácti milionů sledovaných vzdálených galaxií. Zdá se, že výsledky získané tímto způsobem jsou v rozporu se staršími závěry učiněnými na základě údajů z družice Planck.
V článku publikovaném 1. listopadu 2019 v časopise Science navrhla skupina astronomů nový způsob pátrání po hvězdných černých dírách a ukázala, že zde může existovat nová třída černých děr ještě menších, než ve vesmíru doposud pozorované objekty tohoto typu. Hvězdné černé díry často existují v binárních soustavách. To zkrátka znamená, že dvě hvězdy se nacházejí dostatečně blízko jedna vůči druhé uzamčené společnou gravitací při vzájemném obíhání kolem sebe.
Na dvou uvedených fotografiích je temná galaxie Dragonfly 44. Snímek vlevo byl pořízen v rámci přehlídky Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ve viditelném světle jsou pozorovatelné pouze sotva patrné šmouhy. Snímek vpravo představuje dlouhou expozici pomocí dalekohledu Gemini, jednoho z nejvýkonnějších dalekohledů na světě, odhalující velké protáhlé objekty. K pořízení snímku byl použit spektrograf Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS). Galaxie Dragonfly 44 je při své velké hmotnosti velmi slabá a skládá se téměř výhradně z temné hmoty.
Mezinárodní skupina astronomů včetně pracovníků Australian National University (ANU) informovala, že se jim podařilo vůbec poprvé detekovat černou díru polykající neutronovou hvězdu. Neutronové hvězdy a černé díry jsou mimořádně husté pozůstatky zaniklých hmotných hvězd. Dne 14. 8. 2019 detektory gravitačních vln na území USA a Itálie zaregistrovaly změny prostoročasu jako důsledek kataklyzmatické události, ke které došlo ve vzdálenosti zhruba 870 miliónů světelných roků od Země.
