Související stránky k článku Rozhovory o vesmíru - Letní speciál z Rožňavy
Podstata tmavej hmoty, ktorá podľa súčasných poznatkov tvorí až 80% vesmíru, zostáva stále zahalená v tajomstvách. Nedostatok experimentálnych dôkazov, ktoré by boli nám umožnili stotožniť ju nejakou elementárnou časticou predpovedanou teoretikmi, podobne ako tomu bolo v nedávnom objave gravitačných vĺn, na základe zlučovania dvoch čiernych dier (s hmotsnoťou 30-krát väčšou ako je hmotnosť Slnka). Tento objav znovu podnietil záujem o možnosť, že tmavá hmota by mohla mať formu prvotných čiernych dier s hmotnosťou medzi 10 až 1000-násobkom hmotnosti Slnka.
Na Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky PřF Masarykovy univerzity, jsme se pustili do natáčení nového měsíčního vidcastu. V prvním díle probrali Norbert Werner a Samuel Kováčik letošní Nobelovu cenu za fyziku, přítomnost fosfanu v atmosféře Venuše a jako hlavní téma si vybrali horký vesmír.
Na počátku května letošního roku jsme vás prostřednictvím Kosmonautix.cz informovali o letu soukromé lodi New Shepard do výšky 90 kilometrů. Zatímco návratová kabina (ve které by jednou seděli turisté) se úspěšně vrátila na padácích, motorické přistání návratové sekce se nepodařilo kvůli ztrátě tlaku v hydraulickém okruhu. Blue Origin ale připravila vylepšený hydraulický systém, takže předevčírem, tedy 23. listopadu mohlo dojít k historickému okamžiku. Ke startu došlo v 11:21 místního času, tedy v 18:21 středoevropského času. Kabina dosáhla rychlosti Mach 3,72 a vystoupala do výšky 100,5 kilometru. O 500 metrů tak překonala tzv. Kármanovu hranici, která je oficiálně považována za začátek kosmického prostoru. Od včerejška tak mohou v Blue Origin tvrdit, že dostali svůj stroj do vesmíru.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Mezinárodní tým fyziků pokračuje v Opavě ve výzkumu superhmotných černých děr a rovněž v pátrání po teoretických tunelech ve vesmíru, tzv. červích dírách. K jejich skutečné existenci je přivádí doposud neobjasněné chování specifického záření pocházejícího od těchto hmotných kosmických objektů. Díky mimořádnému úspěchu při získání prvního snímku černé díry v roce 2019 a vypuštění Vesmírného dalekohledu Jamese Webba na konci loňského roku jsou vědci k odhalení červích děr takřka nadosah. Pokud skutečně existují, měly by se projevovat specifickými obrazy, které fyzikové spočítali.
Na začátku července se vydal do vesmíru nový dalekohled Evropské kosmické agentury nesoucí jméno dávného řeckého matematika. Dnes jsme se po měsících testování dočkali uveřejnění prvních plnohodnotných snímků. Nikdy předtím žádný teleskop nepořídil tak ostré obrázky natolik vzdálených objektů na tak velké části oblohy. Jeho cílem je především pátrat po stopách temné energie a temné hmoty. Za tímto účelem bude zkoumat tvary, vzdálenosti a pohyb galaxií vzdálených až 10 miliard světelných let.
Fotografii supermasivní černé díry Sagittarius A*, která se nachází v „srdci“ Mléčné dráhy zhruba 27 000 světelných let od Země, viděl snad každý. Úchvatný snímek publikovaný v květnu roku 2022 byl pořízen mezinárodním projektem Event Horizon Telescope (EHT) pomocí obrovské virtuální antény složené z několika radioteleskopů, jako například ALMA a APEX, rozmístěných po celé Zemi. Nyní jsme se dočkali další fotografie veledíry Sagittarius A*, tentokrát ale v polarizovaném světle, díky kterému máme možnost nahlédnout na spirálovité struktury silných magnetických polí v blízkosti tohoto hmotného kolosu. Ty se překvapivě podobají polím u supermasivní černé díry M87* a mimo jiné naznačují existenci skrytého výtrysku materiálu.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Opavští fyzikové ve spolupráci se zahraničními vědci studují doposud nevysvětlené vlastnosti proměnného rentgenového záření pocházejícího z blízkosti superhmotných černých děr. Toto záření je vysíláno ze zóny, kde ještě může uniknout z vlivů silné gravitace, a podle výpočtů mohou pozorované frekvence oscilací vznikat jen u méně hmotných černých děr. U těch velice hmotných se pozorované frekvence „hvězdných“ oscilací záření s teorií významně rozcházejí. Jedním z vysvětlení je, že záření pochází z okolí červí díry – mostu k paralelnímu vesmíru.
Čínští astronomové využili největší radioteleskop světa FAST s průměrem antény půl kilometru a objevili novou galaxii, která získala katalogové označení FAST J0139+4328. Nově nalezená galaxie je speciální hned v mnoha ohledech, je izolovaná, obsahuje poměrně málo hvězd a jinak jí dominuje temná hmota.
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.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Již více jak 85 let se fyzikové domnívají, že ve vesmíru mohou existovat zkratky v zakřiveném prostoročase, tzv. červí díry. Tyto hypotetické spojnice dvou vzdálených míst ve vesmíru byly napříč desetiletími využívány zejména ve vědecko-fantastických uměleckých dílech, především pak v těch ze světa filmové či seriálové tvorby. Nyní je tým vědců včetně prof. Marka Abramowicze, působícího na Fyzikálním ústavu v Opavě, těmto hypotetickým kosmickým fenoménům na stopě více než kdy dřív, a to díky nedávnému slavnému pozorování stínu černé díry v galaxii M87.
Jen zlomek hvězd v galaktických kupách putuje mezigalaktickým prostorem. Tyto hvězdy byly kdysi vymrštěny ze svých mateřských hvězdných ostrovů vlivem obrovských slapových sil působících mezi jednotlivými galaxiemi. Světlo vydávané těmito hvězdami je nazýváno „mezigalaktické“, z anglického Intra-cluster Light (ICL). Je však extrémně slabé, jeho jasnost je menší než jedno procento jasnosti nejtmavší oblohy, jež na Zemi můžeme pozorovat. Z vědeckého hlediska je ale velmi hodnotné, protože hvězdy, které ho vydávají při svém pohybu, následují gravitační pole dané galaktické kupy, a tak díky němu můžeme zkoumat rozložení temné hmoty.
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.
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.
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.
Úvodní kompozitní snímek představuje kupu galaxií vytvořenou v důsledku kolize dvou velkých galaktických kup. Horký plyn emitující rentgenové záření je znázorněn růžovou barvou a temná hmota (odvozená z jejího gravitačního působení) je zobrazena modře. Astronomové využili archivní data získaná rentgenovou družicí Chandra X-ray Observatory k vymezení pravděpodobnosti, že záhadná temná hmota ve vesmíru je tvořena tzv. sterilními neutriny.
Fotografii mlhavé oranžové americké koblihy, respektive supermasivní černé díry v centru eliptické galaxie M87 v souhvězdí Panny (Virgo), zná téměř celý svět. Globální projekt Event Horizon Telescope (EHT) založený na mezinárodní spolupráci ji zveřejnil již před čtyřmi lety v roce 2019. Nedávno však astronomové odhalili nový pohled vytvořený neuronovou sítí na základě dat z EHT.
Nové matematické modely naznačují, že temná hmota mohla být vytvořena již před Velkým třeskem v průběhu kosmické inflace, kdy vesmír rapidně rychle zvětšil svůj objem. Astronomové se domnívají, že temná hmota tvoří asi 80 % hmoty vesmíru, avšak její původ a složení patří mezi nejvíce nepochopitelné záhady moderní fyziky. Nová studie provedená na Johns Hopkins University napovídá, že temná hmota mohla existovat již ve zlomku sekundy před Velkým třeskem.
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.
Temná hmota je jedním z největších tajemství současné astrofyziky a kosmologie. Podle názoru astronomů zahrnuje 90 % veškeré hmoty vesmíru, avšak její existence byla prokázána pouze nepřímo a v poslední době se objevily určité pochybnosti o její existenci. Nové výzkumy uskutečněné mezinárodní školou SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) však odstranily nedávné pochybnosti o přítomnosti temné (skryté) hmoty uvnitř galaxií vyvrácením empirických vztahů na podporu alternativních teorií.
Astronomové mají díky kosmickým observatořím vynikající přehled o velice zajímavých dějích v okolí černých děr. Jedním z nich je i koróna v jejich okolí, která se dokáže poměrně rychle objevit a zase zmizet. Za tímto jevem stojí například příliš blízký průlet hvězdy kolem černé díry. Ta hvězdu slapovými silami roztrhá a padající hmota je zčásti vypuzena a vytvoří se zmiňovaná koróna. Tento jev nyní astronomové pozorovali u jedné z relativně blízkých galaxií pomocí několika přístrojů v kosmu, jako je rentgenová observatoř NuSTAR, detektor NICER na ISS nebo observatoř Neil Gehrels Swift.
