Související stránky k článku Rozhovory o vesmíru – třetí díl
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.
NGC 6240 je velmi dobře prostudovaná blízká nepravidelná galaxie, která je ve stadiu postupného slévání tří samostatných galaxií. Nachází se ve vzdálenosti zhruba 400 milionů světelných roků a při pohledu ze Země se promítá do souhvězdí Hadonoše. Její rozpětí je 300 000 světelných roků a má podlouhlý tvar s rozvětvenými chomáčky, smyčkami a ohony. Uskupení obsahuje tři supermasivní černé díry ve svém jádru. Dvě z nich jsou aktivní a každá z nich má hmotnost zhruba 90 milionů hmotností Slunce. Vyplývá to ze studie publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.
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.
Astrofyzikové z Western University objevili důkazy potvrzující přímý vznik černých děr smrštěním hmoty, které nepotřebují jako mezistupeň vyvinout se z velmi hmotných hvězd v závěrečném stadiu vývoje. Vytvoření černých děr v mladém vesmíru, zformovaných tímto způsobem, může vědcům poskytnout rovněž vysvětlení přítomnosti extrémně hmotných černých děr ve velmi rané fázi vývoje našeho vesmíru.
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.
Skupina astronomů včetně dvojice vědců z MIT (Massachusetts Institute of Technology) detekovala nejvzdálenější supermasivní černou díru pozorovanou do současné doby. Tato černá veledíra se nachází v centru mimořádně jasného kvasaru. Světlo, které astronomové pozorovali, opustilo kvasar pouhých 690 miliónů roků po Velkém třesku. Po 13 miliardách roků putování vesmírem dospělo záření až k nám – tento časový úsek téměř odpovídá stáří vesmíru.
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.
Pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) astronomové odhalili o mnohém vypovídající známky přítomnosti 11 hvězd o malé hmotnosti vznikající v těsné blízkosti pouhých 3 světelných let od zdroje záření Sagittarius A*, který ukrývá supermasivní černou díru v centru naší Galaxie (Mléčné dráhy). Supermasivní černá díra o hmotnosti téměř 4 milióny hmotností Slunce se nachází přibližně 26 000 světelných roků od Země a promítá se do souhvězdí Střelce (Sagittarius).
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.
Mezinárodní tým astronomů provedl na superpočítači úspěšné simulace ke znázornění procesu vzniku velmi hmotných černých děr ze supersonických proudů plynu zbylých po Velkém třesku. Studie byla publikována v časopise Science. Vedoucím výzkumného týmu byl Shingo Hirano z University of Texas, Austin's Department of Astronomy. „To je významný postup vpřed. Původ monstrózních černých děr zůstával dlouhou dobu záhadou a teprve nyní jsme se přiblížili k jejímu vyřešení,“ říká Shingo Hirano.
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.
Preeti Kharb a Dharam Vir Lal z National Centre for Radio Astrophysics (NCRA), TIFR, Pune, a David Merritt z Rochester Institute of Technology, New York, USA objevili nejtěsnější dvojici supermasivních černých děr ve spirální galaxii pojmenované NGC 7674, která je od Země vzdálena zhruba 400 miliónů světelných roků. Zdánlivá vzdálenost mezi oběma objekty v tomto binárním systému je menší než jeden světelný rok. To je mnohem méně než dosavadní platný rekord, kdy dvojici supermasivních černých děr dělila vzdálenost 24 světelné roky.
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.
Supermasivní černé díry jsou všeobecně stacionárními objekty, které sídlí v centrech většiny velkých galaxií. Nicméně na základě použití dat z rentgenové družice NASA s názvem Chandra X-ray Observatory a z dalších teleskopů astronomové nedáno vypátrali, že může existovat supermasivní černá díra, která se pohybuje. Tato možná černá díra – odpadlík, která má hmotnost přibližně 160 miliónů hmotností Slunce, se nachází v eliptické galaxii vzdálené zhruba 3,9 miliardy světelných roků od Země. Astronomové mají zájem o tuto pohybující se supermasivní černou díru, protože tak mohou odhalit více informací o vlastnostech těchto tajemných objektů.
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.
Astronomové používající k pozorování vesmíru Hubblův kosmický dalekohled HST objevili, že objekt pojmenovaný Markarian 231 (zkráceně Mrk 231), což je nejbližší galaxie k Zemi, která ve svém nitru hostí kvasar, je poháněný dvěma centrálními černými děrami kroužícími navzájem kolem sebe.
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.
Družice NASA s názvem NuSTAR pro oblast rentgenového zářeníAutor: NASA/JPL-CaltechHluboko v srdci naší spirální Galaxie se nachází horký materiál kroužící kolem černé díry, která má hmotnost několika miliónů hmotností Slunce. Většina galaxií – možná dokonce všechny – má ve svém středu podobná monstra. A čím větší galaxie, tím větší černá díra se v jejím středu usadila. Tyto supermasivní černé díry jsou udržovány při životě tím, že polykají hvězdy, planety, asteroidy, komety a oblaka plynů, která zabloudí do oblasti hustého galaktického jádra.
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.
Galaxie NGC 4178Autor: X-ray: NASA/CXC/George Mason Univ/N.Secrest et al; Optical: SDSSJedna z nejméně hmotných supermasivních černých děr byla objevena uprostřed spirální galaxie NGC 4178, jejíž poloha se promítá do souhvězdí Panny. Snímek této galaxie byl pořízen v rámci přehlídky oblohy s názvem Sloan Digital Sky Survey. Na vloženém obrázku je vidět zdroj rentgenového záření v pozici černé díry – uprostřed snímku pořízeného družicí Chandra X-ray Observatory.
