Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (173): Směřujeme ke kompletnímu popisu spektra a polarizace akrečního disku kolem černých děr
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.
Asteroidy nemusejí být jen osamělými poutníky Sluneční soustavou – některé jsou tvořeny více velikostně srovnatelnými tělesy, jiné mají své malé měsíčky, a další tvoří složité systémy měsíců se dvěma i více tělesy. Nová studie, u níž byli i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU, se zaměřila na málo známou skupinu asteroidů s družicemi obíhajícími na velmi vzdálených drahách. Tyto tzv. „velmi široké binární systémy“ (VWBA, z anglického very wide binary asteroids) představují extrém v dynamice asteroidů a mohou odhalit klíčové stopy o jejich původu, vývoji, i o kolizní historii rané Sluneční soustavy.
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.
Co kdyby černé díry nebyly jedinými extrémními objekty ve vesmíru? Nejnovější studie ukazuje, jak skalární a elektromagnetická pole ovlivňují gravitaci kompaktních objektů. Poukazuje tak na možnou existenci tzv. nahých singularit a upozorňuje na nečekané důsledky pro pohyb světla a překvapivé vlastnosti oběžných drah hmoty v jejich okolí. Jiří Horák z ASU byl hlavním autorem článku, který zkoumá možnosti detekce různých typů exotických objektů na základě speciálních vlastností oběžného pohybu, které se mohou projevit v přímém pozorování rentgenového záření akrečních disků, které tyto objekty zpravidla obklopují.
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).
Modří veleobři – hvězdy mnohonásobně větší a hmotnější než Slunce – procházejí dramatickými proměnami během svého života. Nová studie využívající družici TESS zkoumá, jak se tyto hvězdy vyvíjejí a jaké informace lze vytěžit z jejich proměnlivosti. Díky podrobné analýze jednačtyřiceti těchto hvězd získáváme nové poznatky o jejich vnitřní stavbě, rotaci, pulsacích i záhadném šumu nízkých frekvencí, jehož původ stále uniká jistému vysvětlení.
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.
Jak se ve skvrnách na Slunci pohybují jasné útvary zvané penumbrální zrna, a co tento pohyb říká o vnitřní dynamice a magnetickém poli Slunce? Nová studie pomocí pokročilé počítačové simulace nabízí odpovědi, které rozšiřují výsledky předchozích pozorování a odhalují, jak složitý a proměnlivý je život penumbrálních zrníček.
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.
Astronomové díky vesmírné observatoři XMM-Newton poprvé potvrdili přítomnost aktivního galaktického jádra (AGN) v tzv. „zeleném hrášku“ – zvláštním typu trpasličí galaxie s překotnou tvorbou hvězd. Tato objevná studie ukazuje, že i méně zářivé černé díry mohly hrát klíčovou roli při reionizaci raného vesmíru a poskytuje tak cenný pohled na růst černých děr v jeho prvních epochách.
Mezinárodní skupina astronomů včetně pracovníků Australian National University (ANU) informovala, že se jim podařilo vůbec poprvé detekovat černou díru polykající neutronovou hvězdu. Neutronové hvězdy a černé díry jsou mimořádně husté pozůstatky zaniklých hmotných hvězd. Dne 14. 8. 2019 detektory gravitačních vln na území USA a Itálie zaregistrovaly změny prostoročasu jako důsledek kataklyzmatické události, ke které došlo ve vzdálenosti zhruba 870 miliónů světelných roků od Země.
Ne všechny hvězdy se chovají přesně podle kolonky, do níž spadají. Některé z hvězd například vykazují anomálie v chemickém složení, takové označujeme jako chemicky pekuliární. Marek Skarka ze Stelárního oddělení ASU vedl tým, který studoval hned dvojici chemicky pekuliárních hvězd v systému 50 Draconis. Práce ukazuje, že jde o velmi zajímavý systém, v němž se uplatňuje hned několik neobvyklých fyzikálních procesů.
EHT (Event Horizon Telescope) - skupina osmi pozemských radioteleskopů rozložená po celé Zemi - byl vytvořen proto, aby zachytil obraz černé díry. 10. dubna, v několika dohromady koordinovaných tiskových konferencích, vědci EHT ukázali první přímý vizuální důkaz supermasivní černé díry a jejího stínu.
Prach hraje zásadní roli v mezihvězdném prostředí, ovlivňuje vznik hvězd a planetárních systémů, ale také interakci se supernovami. Jaký osud čeká prachové částice po hvězdných erupcích a explozích supernov? Nová studie pomocí pokročilých numerických simulací zkoumá, jak různé faktory – včetně geometrie okolního prostředí a načasování výbuchu – určují, zda prach přežije, nebo bude zničen. Výsledky ukazují, že prach může být odolnější, než se dříve myslelo, a jeho osud závisí na složitém propojení fyzikálních procesů.
Pozorování pohybů hvězd v extrémním gravitačním poli superhmotné černé díry v centru naší Galaxie, která získal dalekohled ESO/VLT, poprvé odhalila efekty předpovězené Einsteinovou obecnou teorií relativity. Tento dlouho očekávaný výsledek představuje vyvrcholení pozorovací kampaně s teleskopy ESO v Chile trvající 26 let.
Jedna z hlavních otázek současné astronomie je, jak se planety kolem hvězd dostávají na své pozorované oběžné dráhy, které jsou mateřské hvězdě mnohem blíže, než pozorujeme v naší Sluneční soustavě. K rozřešení této záhady může přispět výzkum sklonů oběžných drah exoplanet. Některé studie ukazují, že oběžné dráhy exoplanet mohou být různě orientované vůči rotačním osám mateřských hvězd, což pravděpodobně souvisí s jejich dynamickou historií. Planet, u nichž je taková informace známa, však není mnoho, a každá další je důležitým střípkem do skládačky vývoje planetárních systémů. Jiří Žák z ASU vedl studii, která měřila sklon oběžných drah exoplanet pomocí tzv. Rossiterova-McLaughlinova efektu. Tyto poznatky pomáhají pochopit, jak planetární soustavy vznikají a vyvíjejí se v průběhu milionů let. Významně přispívají i k debatě o stabilitě a obyvatelnosti exoplanetárních systémů.
Astronomové dobře vědí o tom, že existují dva typy černých děr: malé hvězdné černé díry – což jsou objekty s hmotnostmi v rozmezí zhruba 10 až 100 hmotností Slunce. Jedná se o pozůstatky umírajících hvězd, jejichž hmota se smrštila do malého objemu. Druhou kategorii představují supermasivní černé díry. Jejich hmotnosti leží v rozmezí 100 000 až několik miliard hmotností Slunce a najdeme je v centrech většiny galaxií. Avšak podle názoru astronomů je napříč vesmírem rozptýleno několik domnělých černých děr mnohem tajuplnějšího typu.
Modelování pozdních fází vývoje velmi hmotných hvězd je jednou z největších astrofyzikálních výzev současnosti. Navíc jen omezená dostupnost reálných pozorovacích dat činí pokusy o modelování ještě složitějšími, protože je velmi obtížné teoretické výsledky ověřit na skutečných datech. I proto je velmi zajímavou studie Michalise Kourniotise přijatá k publikaci v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Práce se zabývala opravdu zvláštní hvězdou s označením HD 144812.
Nové výzkumy přinesly první důkazy přítomnosti silných vanoucích větrů v okolí černých děr během jasných erupcí při rychlé konzumaci dopadající hmoty. Studie publikovaná v časopise Nature vrhla nové světlo na to, jak je hmota přenášena na černou díru a jak černá díra může ovlivňovat prostředí ve svém okolí. Vědci spolupracovali s mezinárodním týmem astronomů pod vedením oddělení fyziky University of Alberta.
Velmi rychlé spršky meteorů, označované jako klastry, jsou zřejmě pozůstatky velmi čerstvých rozpadů těles meziplanetární hmoty. Pavel Koten byl hlavním autorem práce, která zevrubně studovala takovou spršku pozorovanou videokamerami v paluby letadla během maxima τ-Herkulid v roce 2022.
