Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (244): Spin černé díry určovaný z rentgenové polarimetrie

Rentgenové dvojhvězdy jsou laboratořemi akrečních procesů probíhajících v okolí černých děr hvězdných hmotností. Studie publikovaná Anastasiyí Yilmaz pod vedením Jiřího Svobody z ASU ukazuje, že vlastnosti systémů určené z pozorování silně závisí na použitém interpretačním modelu.

Aktivní galaktická jádra a některé rentgenové dvojhvězdy spojuje to, že u nich dochází k dopadu hmoty na černou díru. V případě galaxií má černá díra hmotnost milion až miliardakrát větší, než je hmotnost našeho Slunce. U rentgenových dvojhvězd má černá díra jen několik jednotek až desítek hmot Sluncí a její rozměr čítá jen několik desítek km. Proto u černých děr v rentgenových dvojhvězdách můžeme pozorovat v průběhu času výrazné změny v množství dopadající hmoty a s tím související stavy s vysokou a nízkou svítivostí, vytváření a vyhasínání relativistických výtrysků. V nedávné publikaci vedené Emily Moravec se astronomové blíže podívali na velký soubor aktivních galaktických jader s cílem prozkoumat vztah mezi mírou dopadu hmoty na černou díru a vyvrhováním relativistických výtrysků v porovnání s rentgenovými dvojhvězdami.

Nová vědecká pozorování černé díry hvězdné hmotnosti v souhvězdí Labutě odhalují nové detaily o uspořádání extrémně horké hmoty v bezprostředním okolí této černé díry, zvané Cygnus X-1, oznámila americká NASA. Na tom se podílejí také čeští astronomové z Astronomického ústavu AV ČR. Hmota se při pádu do černé díry zahřívá na miliony stupňů. Tento horký plyn vyzařuje rentgenové záření. Vědci používají měření polarizace těchto rentgenových paprsků, aby otestovali a zlepšili stávající modely, které popisují, jak černé díry polykají hmotu a jak se z nich stávají jedny z nejsvítivějších zdrojů rentgenového záření ve vesmíru.

Některá pozorování rentgenových dvojhvězd jsou v nesouladu s teoretickými modely stejných situací. Hodnoty rychlostí hvězdného větru nebo celkové rentgenové svítivosti se od předpovědí odchylují o desítky procent. Tým českých astrofyziků, v němž figuroval i Jiří Kubát z ASU, předložil vylepšený model hvězdných větrů rentgenových dvojhvězd, který může uvést teorii a pozorování do souladu.

Aktivní galaktická jádra patří mezi jeden z nejzajímavějších typů objektů ve vesmíru. Astronomové z Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU v čele s Michalem Dovčiakem byli členy rozsáhlého mezinárodního týmu, který analyzoval a interpretoval měření polarizovaného rentgenového záření z galaxie MCG-05-23-16.

Jiří Svoboda z ASU se ve spolupráci se zahraničními kolegy zabýval srovnáním vlastností aktivních galaktických jader s rentgenovými dvojhvězdami. Společným jmenovatelem podstatným pro aktivitu těchto objektů je akrece, plynulý dopad hmoty na černou díru. Černá díra ve dvojhvězdném systému dosahuje hmotnosti několika hmotností našeho Slunce. Naopak v jádrech galaxií se vyskytují veledíry, převyšující hmotnost našeho Slunce milion až miliardakrát. Ve své práci autoři odhalují, že navzdory tak odlišné hmotnosti existuje mezi těmito dvěma typy kosmických objektů určitá podobnost. Na základě této podobnosti je pak možné vysvětlit i dlouho trvající záhadu, proč některé aktivní galaxie jsou rádiově hlučné a jiné tiché.

Jedny z nejjasnějších vesmírných objektů jsou nazývány blazary. Sestávají ze supermasivní černé díry, která pohlcuje materiál ze svého akrečního disku, což dává vzniknout dvou silným výtryskům plazmatu kolmým na akreční disk, které směřují přímo k Zemi. Plazma se přitom v těchto výtryscích pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla. Již desítky let si přitom vědci pokládají otázku, jak jsou v nich částice urychlovány na takto vysoké energie.

Sluneční atmosféra je velice dynamická, obzvláště pokud budeme mluvit o jejích vyšších vrstvách – o chromosféře a koróně. Není divu, že zde pozorovatelé tu a tam pozorují výrazné struktury, které se vymykají svému okolí. Takovými útvary jsou například tzv. sluneční tornáda, jejichž název evokuje podobnost s těmi pozemskými – tedy divoce rotující sloupce plynu. Stanislav Gunár z ASU s dalšími kolegy z ASU i zahraničních institucí uvažovali, zda je tato analogie realistická.

Výbuch novy patří mezi jeden z jevů na obloze, který dokáže překvapit nejednoho astronoma. Nejcennější exempláře jsou takové, pro něž existují delší dobu trvající pozorování před výbuchem i po výbuchu. Takové dva systémy studoval v článku publikovaném v Astronomical Journal Vojtěch Šimon ze Stelárního oddělení ASU.

Pozdní vývojové fáze hmotných hvězd obestírá celá řada nevyřešených nejasností. Pozorování těchto hvězd často nesouzní s teoretickými modely, což komplikuje stanovení jejich parametrů a pozice na vývojovém diagramu. Julieta Sánchez Arias se v představované práci, která je první z řady publikací na toto téma, zabývala zevrubnou analýzou třech nadobřích hvězd.

Družicové fotometrické kombajny jsou dnes velmi úspěšnými přístroji pracujícími téměř automaticky, schopnými charakterizovat celou řadu hvězd současně s vysokým časovým rozlišením. Práce, na níž se podílel i Péter Németh ze Stelárního oddělení ASU, se zabývala charakterizací proměnných hvězd v neobvyklé otevřené hvězdokupě.

ESO neboli Evropská jižní observatoř, je ve světové astronomii skutečným esem. Provozuje nejvýkonnější soustavu dalekohledů na světě a staví budoucí největší dalekohled na Zemi. Česká republika je členským státem od roku 2007. V každé členské zemi Evropské jižní observatoře je určen zástupce pro propagaci a popularizaci ESO. V České republice pracuje dokonce tým několika lidí pod vedením Anežky Kabátové z Astronomického ústavu AV ČR. A právě odsud přichází nabídka finanční podpory.

Některé hvězdy jsou skutečně zvláštní a ještě raritnější je, pokud dvě neobvyklé hvězdy tvoří gravitací spjatý pár. Mezi takové patří proměnná hvězda Z Canis Majoris, která byla předmětem výzkumu vedeného Tiinou Liimets ze Stelárního oddělení ASU.

Gravitační pole přináší o objektech informace, které jsou často skryty přímému pozorování. Po úspěšné aplikaci aspektů (derivátů) gravitačního pole na nejrůznější struktury na Zemi i na Měsíci přichází tým Jaroslava Klokočníka z ASU s přehledem zajímavostí s praktickými geologickými a geofyzikálními aplikacemi na Marsu. Týkají se nejen celé planety jako kosmického tělesa, ale konkrétně i hypotetického paleo-oceánu na severní polokouli Marsu, sopečné zóny Tharsis, Údolí Marineru, maskonu v Isidis Planitia nebo impaktní pánve Hellas. Až neuvěřitelnou aplikací je test možného výskytu uhlovodíků (lidově chápaných především jako „ropa“).

Model aktivního galaktického jádra má v literatuře poměrně stabilní podobu. Supermasivní černá díra obklopená akrečním diskem, z něhož je díra soustavně nebo epizodicky krmena. Mohou být přítomny polární výtrysky. Výsledkem aktivity je specifický tvar spektrálního rozložení energie. Marcel Štolc a jeho kolegové si položili otázku, zda je možné pouze ze vzhledu spektra usoudit na nepravidelnosti akrečního disku, zejména, jsou-li v něm přítomny mezery.

V loňském roce vzbudila rozruch v komunitě odborníků na meziplanetární hmotu studie označující jeden z bolidů zaznamenaných americkou vládní detekční sítí za těleso z mezihvězdného prostoru. Peter Brown z University of Western Ontario a Jiří Borovička z ASU tuto událost zevrubně přezkoumali a zabývají se otázkou, zda domněle mezihvězdné těleso skutečně přiletělo z galaktických dálav.

Charakterizace trojrozměrného rozložení látky a hvězd ve vzdálených galaxií je jedním z důležitých cílů galaktického výzkumu. Pierre Vermot a další pracovníci Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vyvinuli novou metodiku, která umožňuje solidně modelovat vlastnosti vzdálených galaxií na základě pozemních pozorování.

Hvězdy vznikají z rozsáhlých molekulových oblaků, ne však osamoceně, ale v celých hnízdech. Jakmile se zformují, přirozeně vytvářejí zpětný vliv na plyn ve svém okolí, ať již prostřednictvím své gravitace, nebo prostřednictvím hvězdného větru a záření. Takto zpětně ovlivňují svoji porodnici a mění rychlost tvorby hvězd. Autoři představované práce v čele s Michalisem Kourniotisem z ASU parametricky studovali hned několik scénářů takového zpětného vlivu s pomocí numerické simulace.

Jiří Štěpán ze Slunečního oddělení ASU se podílel na zajímavé studii poukazující na možné problémy v analýze polarimetrických pozorování slunečních protuberancí. V práci autoři demonstrují, že pokud se pro analýzu použije příliš zjednodušující model vzniku spektrální čáry hélia v infračervené oblasti spektra, odvozené parametry popisující stav magnetického pole v protuberanci mohou být podceněny nebo přeceněny i o několik řádů.

Jedním z vedlejších objevů družicových hledačů exoplanet bylo odhalení velmi mohutných erupcí u hvězd podobných Slunci. A vlastně i u hvězd mnohem teplejších než je Slunce, u nichž se takové jevy neočekávaly. Olga Maryeva z ASU stála v čele týmu, který se věnoval monitoringu hvězdy HD 36030 s cílem odhalit původ u ní pozorovaných erupcí.