Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (277): Akrece u černých děr v přítomnosti magnetického pole
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.
Rentgenové dvojhvězdy jsou aktivními galaktickými jádry v malém. I proto se na jejich výzkum často používá technik odladěných pro tyto mnohem větší systémy. Početným tým pracovníků Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU si pokládal otázku, zda jsou pro tyto případy používané modely validní a zda nejsou podané informace zkreslené.
V literatuře přibývá studií prokazujících, že černé díry jsou ve vesmíru téměř všudypřítomné. Od těch hvězdných černých děr vyskytujících se například v kompaktních dvojhvězdách po černé veledíry v jádrech galaxií a kvazarů. Jejich detekce v drtivé většině případů spoléhá na přítomnost okolní látky, která kolem černé díry vytváří akreční disk. Parametry černých děr jsou pak z vlastností záření disku určovány. Ondřej Kopáček a Vladimír Karas z ASU publikovali teoretickou práci vyšetřující chování částic na orbitách v okolí černých děr.
Kosmické mise zaměřené na studium polarizace rentgenového záření slibují vnést nový vítr do výzkumu akrečních disků kolem kompaktních objektů. J. Podgorný a M. Dovčiak z ASU v mezinárodní spolupráci s pomocí počítačového modelu studovali modelové situace akrece v okolí černé díry a určili, jaké spektrální a polarizační vlastnosti by mělo mít elektromagnetické záření pocházející od těchto zdrojů.
Akreční disky, magnetická pole a s tím spojený vznik polárních výtrysků nejsou jen doménou aktivních galaktických jader. V menším měřítku takovou situaci najdeme u prakticky každé stálice ještě než se stane hvězdou. Anabella Araudo z ASU zjišťovala, jak je možné, že v takových systémech se pozoruje synchrotronové záření, svědčící pro přítomnost relativistických elektronů u těchto hvězdných nedochůdčat.
„Pozorování“ černých děr jsou obecně založena na studiu jejich interakce s bezprostředním okolím. Nejlépe lze tak studovat černé díry hvězdných hmotností nacházející se v těsném dvojhvězdném systému s akrečním diskem. Tým astronomů se silnou českou účastí z ASU publikoval práci prezentující pokročilý model záření akrečního disku okolo černé díry a ukazují, že různé přístupy k modelování fyzikálních procesů mají na výsledné záření kruciální vliv. Budoucí pozorování by tak mohla umožnit určení přesnějších informací o černých dírách samotných.
Vladimír Karas z ASU je součástí týmu, který publikoval teoretickou práci zabývající se výpočtem gravitačního pole v okolí těles s tvarem toroidu. Výsledky umožní výrazně zrychlit a zpřesnit výpočty pohybů částic v blízkosti těles s geometrickými vlastnostmi akrečních disků a v protoplanetárních strukturách. Publikace uveřejněná časopisem britské Královské astronomické společnosti vznikla ve spolupráci českých a francouzských autorů.
Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zaznamenali magnetické pole galaxie tak vzdálené, že jejímu světlu trvalo více než 11 miliard let, než dorazilo až k nám. Objekt tedy pozorujeme tak, jak vypadal, když byl vesmír jen 2,5 miliardy let starý. Výsledek astronomům přináší zásadní informace o tom, jak se utvářela magnetická pole galaxií podobných té naší.
Tím vedcov z USA a Taiwanu zachytil prvý jasný obrázok mladej hviezdy obklopenej akrečným diskom. Vo svojom článku publikovanom v časopise Science Advances tím opisuje, ako bol tento obraz zachytený a ďalšie podrobnosti.
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.
Výzkumníci modelovali podmínky nezbytné pro unikátní magnetické pole Saturnu. Nové simulace uskutečněné na Johns Hopkins University poskytují netušený pohled do nitra planety Saturn, z kterých vyplývá, že tlustá vrstva héliového deště by mohla ovlivňovat magnetické pole planety.
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.
Černé díry jsou proslulé svojí obrovskou gravitací: jejich silná přitažlivost umožňuje dokonce pohlcovat celé hvězdy a na druhou stranu vystřelovat proudy hmoty do okolního prostoru téměř rychlostí světla. V novém článku publikovaném v časopise Science astronomové z University of Florida sdělují, že tyto monstrózní objekty však mají významně slabší magnetická pole, než se doposud předpokládalo.
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.
„Nielenže sú celé galaxie magnetické, ale slabé jemné vlákna spájajúce galaxie sú tiež magnetické. Kamkoľvek sa pozeráme na oblohu, nájdeme magnetizmus.“ – tvrdí na adresu novej štúdie Bryan Gaensler (z University of Toronto) publikovanej v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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.
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.
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.
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.
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.
