Související stránky k článku Supermasivní černé díry mohly vzniknout z temné hmoty
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.
Supermasivní černé díry charakterizují pouze dvě veličiny: hmotnost a rotace, které však mají rozhodující vliv na vznik a vývoj galaxií. Rotace objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy o hmotnosti 4 miliónů hmotností Slunce, byla až doposud špatně zjistitelná. V novém článku publikovaném v časopise Astrophysical Journal Letters skupina amerických astronomů stanovila horní limit pro rotaci objektu Sagittarius A* na základě rozložení hvězd typu S (S-stars) v jeho blízkém okolí.
Naše Galaxie je ve svém bezprostředním okolí obklopena několika desítkami malých satelitních průvodců. Některé vědecké práce poukazují na jejich neobvyklé prostorové uspořádání, jaké nelze jednoduše vysvětlit s pomocí standardního kosmologického modelu. Podobné uspořádání mají i satelity blízké galaxie M31 v Andromedě. Michal Bílek se svými spolupracovníky vysvětlují uspořádání satelitů Mléčné dráhy a M31 jejich dávnou slapovou interakcí. Tento vývojový scénář připouští pouze model postavený na alternativní teorii gravitace.
Nyní víme přesně, jak hmotná nejrychleji rostoucí černá díra ve vesmíru ve skutečnosti je, a stejně tak jak mnoho hmoty doslova „žere“, a to díky novým výzkumům pod vedením Australian National University (ANU). Její hmotnost byla určena na 34 miliard hmotností Slunce a hltá hmotu v ekvivalentu téměř jednoho Slunce každý den, jak uvádí Christopher Onken se svými spolupracovníky.
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.
Počítačové simulace provedené astrofyziky na Tohoku University v Japonsku vedly k odhalení nové teorie původu supermasivních černých děr. Podle této teorie předchůdci supermasivních černých děr narůstají nejen pohlcováním mezihvězdného plynu, ale stejně tak i menších hvězd. To pomáhá vysvětlit velké množství supermasivních černých děr pozorovaných v současnosti.
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.
Mohou mít supermasivní černé díry své souputníky? Podstata vzniku galaxií napovídá, že odpověď zní ano, a ve skutečnosti dvojice supermasivních černých děr mohou být ve vesmíru docela běžné. Supermasivní černá díra, která se ukrývá v centru naší Galaxie a kterou označujeme jako Sagittarius A*, má hmotnost odpovídající zhruba 4 miliónům hmotností Slunce.
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.
Protoplanetární disky kolem hvězd nemusí být jediným místem pro vznik planet. Vyplývá to z práce týmu teoretických astronomů z Japonska. Výzkumníci navrhli novou oblast pro vznik těles planetárních rozměrů: prachový torus v okolí supermasivních černých děr v jádrech aktivních galaxií.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
