Související stránky k článku Rozhovory o vesmíru - Letní speciál z Rožňavy
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 pozorovali pomocí observatoře Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) nacházející se v USA a detektoru Virgo postaveného v Itálii, signál gravitačních vln ze dvou kompaktních binárních objektů, představujících dvojici černé díry s neutronovou hvězdou. Obě události se vyskytly přinejmenším 900 miliónů světelných roků daleko; v obou případech byla neutronová hvězda pravděpodobně zcela pohlcena jejím partnerem – černou dírou.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
„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.
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.
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.
V kupách galaxií se vyskytují dvě třídy záhadných útvarů: jednak více než 100 kpc dlouhé protažené struktury neutrálního vodíku a pak malé volně se pohybující HI oblaky. Rhys Taylor z ASU se svými spolupracovníky vyšetřoval, zda by tyto dva typy útvarů spolu mohly příčinně souviset.
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.
17. prosince se „na křídlech“ rakety Dlouhý pochod 2D vydala do vesmíru čínská družice DAMPE (DArk Matter Particle Explorer). Z názvu je patrné, že hlavním úkolem bude výzkum temné, či lépe bychom asi měli říkat „skryté“ hmoty. V nadpisu použitý název Opičí král pak odkazuje na její pojmenování Wukong, což je jméno postavy vystupující v čínském příběhu ze 16. století Cesta na západ.
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).
Byly zveřejněny první výsledky jednoho z hlavních přehlídkových programů jižní oblohy zaměřeného na temnou hmotu, který provádí dalekohled ESO/VST (VLT Survey Telescope) na observatoři Paranal v Chile. Přehlídka VST KiDS astronomům umožnuje získat přesná měření rozložení temné hmoty, struktury galaktických hal a vývoje jednotlivých galaxií i kup. První výsledky přehlídkového programu KiDS ukazují, jakým způsobem jsou vlastnosti pozorovaných galaxií předurčeny neviditelnými rozsáhlými shluky temné hmoty v jejich okolí.
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.
Temná hmota možná vůbec není tak temná. Astronomům se poprvé podařilo pozorovat možnou vzájemnou interakci temné hmoty jiným způsobem než prostřednictvím gravitace. Pozorování kolidujících galaxií provedená pomocí dalekohledu ESO/VLT a kosmického teleskopu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope) odhalila první nadějné známky vypovídající o povaze tajemné složky vesmíru.
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.
