Související stránky k článku Rozhovory o vesmíru – Centrum naší Galaxie
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.
V tomto díle se blíže podíváme především do center galaxií. Průvodcem nám bude RNDr. Michal Zajaček, Ph.D. z Masarykovy university v Brně.
Jaké jsou černé díry uprostřed galaxií? Jak velké jsou? Jaké mají vlastnosti a co o nich již víme? Například v naši Mléčné dráze se nachází „podvyživená“ černá díra. Proč? Je to opravdu pro mnohé z nás až překvapivě málo, kolik hmoty za jeden rok pohltí. A jak na tom jsou velké černé díry ve velkých galaxiích?
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.
Po svém „zrození“ ve Velkém třesku se vesmír skládal převážně z vodíku a několika atomů helia. Jedná se o nejlehčí prvky v periodické tabulce prvků. Během 13,8 miliardy let mezi velkým třeskem a současností vznikly všechny ostatní prvky. Mnoho z těchto těžších prvků vzniklo ve hvězdách procesem jaderné fúze. Tím však vznikly pouze prvky těžké maximálně jako železo. Jak vznikly těžší prvky?
Černá díra střední hmotnosti byla přistižena při činu, když polykala hvězdu, což je úkaz nazývaný jako slapové roztrhání. Událost přezdívaná 3XMM J215022.4-055108 se přihodila ve hvězdokupě přidružené k čočkovité galaxii vzdálené téměř 800 miliónů světelných roků.
V rámci programu HST s názvem Hubble’s Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS) byla objevena hvězda, kterou opustilo záření v době, kdy byl vesmír starý pouze 6 % jeho současného věku, tedy zhruba 900 miliónů roků po Velkém třesku. Obdržela označení WHL0137-LS a přezdívku Earendel. Světlo této hvězdy, jejíž rudý posuv je z = 6,2, potřebuje 12,9 miliardy roků, než dosáhne Země.
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).
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.
Prach v okolí center galaxií významně ovlivňuje měření jejich vzdáleností ve vesmíru. Upozornil na to tým fyziků pod vedením Michala Zajačka z Masarykovy univerzity, kteří zpracovávali ultrafialová a rentgenová data ze souboru 58 aktivních galaxií.
Na počátku vesmíru, uvnitř horkého a nahuštěného prostředí, byly vytvořeny tři prvky, vodík (H), helium (He) a malé množství lithia (Li). V Mendělejevově periodické tabulce jich je dnes zapsáno celkem 118, valná většina z nich byla s největší pravděpodobností zformována uvnitř jader masivních hvězd, v supernovách a při srážkách neutronových hvězd.
Jasný zdroj rentgenového záření v hmotné hvězdokupě na periferii objektu 6dFGS gJ215022.2-055059, což je čočkovitá galaxie nacházející se ve vzdálenosti zhruba 806 milionů světelných roků od Země, je černou dírou střední velikosti. Vyplývá to z nové studie publikované v časopise Astrophysical Journal Letters.
Vědecký tým kolem Hubbleova vesmírného teleskopu HST uvolnil neuvěřitelně nádherný snímek s označením ACO S 295, což je pozoruhodná kupa galaxií, která se nachází ve vzdálenosti 3,5 miliardy světelných roků daleko v malém jižním souhvězdí Hodiny.
Skupina astronomů z Izraele a USA objevila rozsáhlý proud více než 250 hvězd extragalaktického původu v sousedství Sluneční soustavy. „Galaxie se vyvíjejí na základě pohlcování jiných galaxií,“ říká hlavní autorka článku Lina Necib, postgraduální vědecká pracovnice na Walter Burke Institute for Theoretical Physics at Caltech (California Institute of Technology).
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.
Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zachytili známky ‚horké skvrny‘ obíhající kolem superhmotné černé díry Sagittarius A*, která se nachází v centru naší Galaxie. Objev vědcům pomůže lépe pochopit dynamické okolní prostředí dosud obestřené řadou tajemství.
Martin Jelínek, Jan Štrobl a René Hudec z ASU a studentka Alžběta Maleňáková z Astronomického ústav Univerzity Karlovy byli součástí rozsáhlého mezinárodního týmu, který se věnoval velmi podrobnému studiu dvou zajímavých záblesků záření gama. V práci se zabývají jednak popisnými vlastnostmi, ale hlavně se autoři snažili určit, co bylo jejich původcem a jaké mechanismy hnaly jejich energetické výtrysky.
Podivný pohyb plynu v centru naší Galaxie může být „kouřovým signálem“, který konečně dovede astronomy k téměř nezachytitelnému typu černých děr – ke kategorii střední velikosti (IMBH – intermediate-mass black hole). Černé díry je docela obtížné objevit, pokud se aktivně nekrmí nebo nesrážejí s jinou hmotou, protože neemitují žádné elektromagnetické záření (s výjimkou snad Hawkingova záření, které – pokud existuje – neumíme detekovat). Je to proto, že elektromagnetické záření nemůže dosáhnout únikové rychlosti z prostoru horizontu událostí. Tudíž černé díry jsou neviditelné pro naše detekční metody, jestliže nedělají něco velmi nápadného.
Astronomům využívajícím radioteleskop ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, se podařilo odhalit extrémně dalekou galaxii, která je překvapivě podobná naší Galaxii, Mléčné dráze. Díky efektu gravitační čočky vypadá na obloze jako zářící kruh. Je natolik vzdálená, že jejímu světlu trvalo více než 12 miliard let, než k nám doputovalo. Vidíme ji tedy tak, jak vypadala v době, kdy byl vesmír pouze 1,4 miliardy let starý. Galaxie je překvapivě uspořádaná, což je v rozporu s teoriemi, které říkají, že v mladém vesmíru panovaly v galaxiích divoké a nestabilní podmínky. Tento nečekaný objev představuje výzvu pro naše chápání vzniku galaxií a nabízí nový pohled na minulost celého vesmíru.
Pozorování provedená dalekohledem ESO/VLT poprvé prokázala, že hvězda obíhající kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie se pohybuje přesně tak, jak předpovídá Einsteinova obecná teorie relativity. Po mnoha obězích dráha hvězdy opíše v prostoru tvar připomínající květinu, nikoliv jednoduchou elipsu, jak říká Newtonova teorie gravitace. Dlouho očekávaný výsledek přinesla opakovaná měření prováděná se stále vyšší přesností posledních třicet let. Umožnila tak vědcům odhalit další tajemství obra ukrývajícího se v srdci Mléčné dráhy.
