Související stránky k článku Výzkumy v AsÚ AV ČR (151): Jak zvážit černou díru na základě jasnosti záblesků a průběhu jejich zjasnění?
V srdci naší Galaxie se nachází extrémně hustá koncentrace hmotných hvězd poblíž supermasivní černé díry Sagittarius A*. Tyto hvězdy — obří a krátkověké — mají rozhodující vliv na okolní prostředí i na to, jak černá díra akumuluje hmotu. Nová práce, v níž důležitou roli sehráli odborníci z ASU představuje nejnovější modely vývoje těchto masivních hvězd založené na modernizovaných předpisech ztrát hmoty. Ukazuje se, že doposud běžně používané modely mohly významně nadhodnocovat ztrátu hmoty v raných fázích hvězdného vývoje. Práce tak nabízí aktualizovaný pohled na interpretaci pozorovaných populací hvězd v centru naší Galaxie.
Pozorování v infračerveném spektru ukázala, že v oblasti středu naší Galaxie se nachází překvapivě málo jasných rudých obrů. Naproti tomu zde bylo odhaleno zvýšené zastoupení mladých jasných hvězd. Pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vypracovali studii navrhující proces, který tuto zvláštnost vysvětluje. Článek vychází v tomto měsíci v časopise The Astrophysical Journal.
Hmotnost černé veledíry v centru naší Galaxie je dnes poměrně spolehlivě určena na základě přímých pozorování oběhů jasných hvězd v její bezprostřední blízkosti. U jiných galaxií však pro jejich velkou vzdálenost tento luxus nemáme a v odhadech hmotností jejich jader se musejí astronomové spolehnout na jiné metody. Michal Bursa a další pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU byli u vývoje slibné metodiky, která umožní na dálku zvážit černé veledíry za pomoci rentgenových záblesků.
Černé díry nemohou být podle současných představ samy o sobě zdrojem magnetického pole. Přesto nás pozorování přesvědčují, že černé veledíry v centrech galaxií jsou obklopeny organizovanou magnetosférou. To znamená, že magnetické silokřivky tvoří alespoň zčásti uspořádanou strukturu a nejsou jen tak náhodně a chaoticky propletené. Svědčí o tom mimo jiné vzhled a sama existence rozsáhlých výtrysků hmoty, jakýchsi proudů, které velmi často míří přesně určeným směrem a plyn se v nich pohybuje v úzce kolimovaných svazcích. Vladimír Karas z ASU společně se spoluautory z několika světových institucí navrhují, že by zdrojem tohoto magnetismu mohly být neutronové hvězdy, nořící se pod horizont událostí černé veledíry.
Během tiskové konference, která se souběžně uskutečnila po celém světě včetně ředitelství Evropské jižní observatoře v Garchingu v Německu, astronomové zveřejnili první snímek superhmotné černé díry v centru naší Galaxie. Prezentované výsledky představují zásadní důkaz, že tento objekt je skutečně černou dírou. Přinášejí také významné poznatky o fungování těchto kosmických gigantů, o kterých se soudí, že sídlí v jádrech většiny galaxií. Snímek vytvořili odborníci celosvětového vědeckého týmu ‚Event Horizon Telescope Collaboration‘ na základě dat pořízených globální sítí radioteleskopů sdružených pod hlavičkou EHT.
Planety obíhající kolem pulsarů patří k nejpodivnějším světům, které astronomové znají. Jak mohou vzniknout u objektů, jež prošly katastrofickou explozí supernovy? Nová studie ukazuje, že jednou z možností je gravitační „krádež“ planet z cizích hvězdných soustav. Přestože takové zachycené planety zpočátku obíhají po chaotických drahách, numerické simulace naznačují, že některé systémy se mohou během miliard let překvapivě uklidnit a stát se dlouhodobě stabilními. Diplomovou práci s tímto tématem vypracoval Matyáš Fuksa z MFF UK pod vedením Václava Pavlíka a Vladimíra Karase z ASU a Stevena Shorea z Univerzity v Pise.
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.
Zelené hrášky a borůvkové galaxie patří k nejextrémnějším galaxiím v dnešním vesmíru. Jsou malé, kompaktní a překotně vytvářejí nové hvězdy. Nová studie vedená astronomy z ASU ukazuje, že tyto objekty žijí převážně v osamělých oblastech kosmu, daleko od hustých galaktických seskupení. Výsledek naznačuje, že jejich mimořádná hvězdotvorba není obvykle spouštěna srážkami galaxií, ale spíše přísunem dosud nezpracovaného plynu.
V jednom z předchozích dílů tohoto nekončícího seriálu jsme psali o podílu pracovníků AsÚ na výzkumu jedné z astronomických událostí těchto let, jíž je průlet tajemného oblaku s označením G2 kolem černé veledíry v centru naší Galaxie. K průchodu pericentrem (tedy nejbližším bodem dráhy) již došlo za nejvyšší pozornosti řady přístrojů včetně dalekohledů VLT provozovaných ESO. Na analýze výsledků se opět podíleli i vědci z AsÚ, mezi nimi i Michal Zajaček, bývalý student Vladimíra Karase a dnes doktorand International Max-Planck Research School v Bonnu. Zdá se, že oblak průlet kolem centra Galaxie přežil a tento průlet poodhalil odpovědi na otázku, co je tento útvar vlastně zač.
Meteory obvykle vnímáme jako jednotlivé světelné stopy na obloze. Víme, že v některých fázích roku jich je více, přičemž tyto tzv. meteorické roje jsou reprezentovány tělísky, která mají společný původ v jednom mateřském tělese. Ve výjimečných případech se však zdá, že meteory někdy přicházejí ve „shlucích“ – skupinách fragmentů jednoho tělesa, které se rozpadlo krátce před vstupem do atmosféry. Analýza těchto vzácných jevů umožňuje nahlédnout do procesů rozpadu meteoroidů v blízkosti Země a odhaluje, jaké fyzikální mechanismy za nimi stojí.
Mnoho hvězd na obloze a mění jas téměř dokonale sinusově. V mnoha případech je však obtížné až nemožné určit, který z mnoha jevů je příčinou těchto ukázkově pravidelných změn. Nová studie, která je výsledkem magisterského projektu Emy Šipkové pod vedením Marka Skarky z ASU, ukazuje, že za těmito zdánlivě jednoduchými změnami se často skrývá překvapivě složitý příběh, v němž hrají hlavní roli dvojhvězdy, hvězdné skvrny i pulzace.
Erupce slunečních filamentů jsou považovány za základ výronů hmoty do koróny, známých jako CME, které mohou ovlivňovat i kosmické počasí v okolí Země. Tyto erupce však ne vždy skončí úspěšným výronem hmoty do meziplanetárního prostoru. Nová studie ukazuje, že za „neúspěšnými erupcemi“ filamentů stojí jemná rovnováha mezi magnetickými silami a gravitací – a že jejich následné kmitání může být klíčem k pochopení dynamiky sluneční koróny.
Srážka sondy DART s měsíčkem Dimorphos byla historickým experimentem planetární obrany. Cílem bylo otestovat, jak se změní oběžná doba tohoto tělesa. Nová studie, na níž se podílel i Petr Pravec z ASU ukazuje, že její dopady sahají ještě dál, než se čekalo – neovlivnila totiž jen oběžnou dráhu měsíčku, ale dokonce i rotaci samotného mateřského tělesa Didymos. Jak je to možné?
Erupce, nejenergetičtější projevy sluneční aktivity, již řadu let nejsou jen doménou sluneční fyziky. Před více než dekádou byly tyto jevy přesvědčivě prokázány též na jiných osamocených hvězdách chladných spektrálních typů na hlavní posloupnosti. Ale co více, jejich odvozené energie o mnoho řádů přesahovaly energie erupcí slunečních. Jenže právě výpočet celkové energie hvězdné erupce je založen na předpokladech, které nemusejí v realitě vůbec nastávat. Petr Heinzel s kolegy z Polska navrhuje vylepšenou metodu pro hodnocení parametrů hvězdných erupcí.
Pavel Spurný a Jiří Borovička z Oddělení meziplanetární hmoty ASU detailně studovali výjimečný případ meteoru ze známého roje Geminid. Tento konkrétní bolid vstoupil do zemské atmosféry rychlostí přes 35 km/s, pronikl výrazně hlouběji než jakýkoli jiný dosud dobře zdokumentovaný meteor patřící k tomuto meteorickému roji a částečně přežil až k dopadu na zemský povrch. Srovnání s jinými exempláři ukazuje, že jde o skutečně výjimečnou událost zaznamenanou objektivními pozorováními.
Některé partie vývoje vesmíru jsou stále opředeny celou řadou otázek. Tak například pozorujeme velmi hmotné velmi staré galaxie, tzv. modrá monstra, v nichž se zřejmě nachází výrazně méně prachu, než by odpovídalo předpokládanému kosmickému vývoji. Na tuto problematiku se zaměřil tým vědců s návrhem modelu, který by nízké zastoupení prachu přirozeně vysvětlil. Mezi nimi i Santiago Jiménez z Oddělení galaxií ASU.
Novy jsou jedním z nejzajímavějších jevů, které nám současná pozorovací astronomie nabízí. Již nějakou dobu nejsou tyto jevy sledovány jen v naší Galaxii, ale jsou dostupné i pozorováním galaxií dalších, například M31 v Andromedě. Kamil Hornoch z ASU je jedním z pionýrů této disciplíny a stal se v tomto oboru známým už jako amatérský astronom. V současnosti je nejúspěšnějším lovcem nov v cizích galaxiích a není tedy divu, že se stal spoluautorem impaktovaného článku, který se zabývá statistikou vlastností hvězd, které ve vedlejší velké galaxii vybuchly jako novy.
Mezinárodní vědecký tým, jehož součástí byl i Michal Dovčiak z ASU, se zabýval měřením rentgenových spekter a polarizovaného záření přicházejícího od rentgenové dvojhvězdy GRS 1739-278. Tento systém podle výsledků představované studie obsahuje černou díru s hmotností asi šestnácti hmotností Slunce, která rotuje téměř maximální dovolenou rychlostí. Kvůli rychlé rotaci lze v měřeních identifikovat významný příspěvek tzv. vratného záření, které je důsledkem silných jevů obecné relativity v blízkosti černé díry.
Geminidy patří mezi ty nejlépe sledovatelné meteorické roje, každoročně slibující stabilní hodinové frekvence. Přesto jsou tato tělíska do jisté míry mezi jinými meteorickými roji unikátní. Autorský tým z Oddělení meziplanetární hmoty ASU se věnoval zevrubné studii několika exemplářů Geminid pozorovaných vlastními silami, pokrývajících rozsáhlý interval hmotností těles. Autoři studovali jak a proč se tyto objekty rozpadají, jaké mechanické a tepelně-mechanické síly je ovlivňují a co jejich chování říká o vnitřní struktuře a původu těchto těles. Studie přináší ucelený pohled na dynamiku fragmentace meteoroidů různých velikostí a nabízí důkazy, že jejich počáteční praskání je způsobeno tepelným namáháním při nástupu do atmosféry.
Sluneční erupce patří k nejenergetičtějším jevům ve Sluneční soustavě, ale jejich vnitřní průběh zůstává i dnes jen částečně pochopen. Studie Jany Kašparové z ASU a jejích kolegů ukazuje, že klíčové procesy magnetického přepojování mohou probíhat nejen pod strukturou procházející erupcí, ale i přímo uvnitř ní. Díky unikátní kombinaci rádiových, extrémně ultrafialových a rentgenových pozorování autoři detailně rekonstruují počáteční fázi erupce z 2. dubna 2022 a odhalují nové souvislosti mezi strukturou magnetického pole, urychlováním částic a vznikem záření.
