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.
Akreční disky kolem černých děr bývají nejčastěji studovány s využitím modelu, podle nějž se turbulentní transport momentu hybnosti řídí zjednodušeným předpokladem konstantní viskozity. Tento empirický zákon má svůj původ v úvahách ze 70. let minulého století a na jeho základě bylo analyzováno mnoho zajímavých systémů. Autoři představované práce, mezi nimi i Jiří Horák z Oddělení galaxií ASU, analýzou několika nezávislých relativistických magnetohydrodynamických simulací odhalují překvapivě univerzální průběh tohoto transportu, avšak opouštějí představu stálé viskozity. Představují a testují jednoduchý vztah, který tento průběh popisuje a který by mohl zpřesnit modely záření akrečních disků a pomoci lépe interpretovat pozorování černých děr.
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.
Skupina astronomů objevila dosud nejpřesvědčivější důkaz, že některé planety mimo naši sluneční soustavu mohou být magnetické. S využitím dalekohledu VLT (Very Large Telescope) ESO a dalekohledu Gemini North vědci změřili rychlosti větru na sedmi velmi horkých exoplanetách podobných Jupiteru. Pozorování odhalila, že větry na těchto planetách jsou s největší pravděpodobností řízeny magnetickými poli, což představuje první spolehlivé měření magnetismu na planetách mimo sluneční soustavu.
Kvazary jsou bez nadsázky nejnebezpečnějšími objekty ve vesmíru. Skrývá se za nimi obrovská černá díra vážící bezmála milióny sluncí, která se dále krmí. Některé dosahují hmotností celých galaxií. Toto monstrum se překrmuje tempem, že nestíhá všechen materiál na sebe nabalovat, a tak ho díky své rotaci vystřeluje přes rotační póly rychlostmi blízkými rychlostmi světla ve formě “jetů”. Spolu s materiálem o teplotách miliónů stupňů, který kolem ní rotuje ve tvaru obrovského disku, patří mezi nejjasnější objekty ve vesmíru. Můžeme je pozorovat miliardy světelných let vzdálené - doslova napříč celým pozorovatelným vesmírem.
Spektrum meteoru je často jediným zdrojem informací o složení tělesa, které vstupuje do zemské atmosféry. Chemické složení je pak z pozorovaného záření odvozováno na základě fyzikálního modelu. Práce, kterou vedla Adriana Pisarčíková z ASU, proto využívá laboratorní „umělé meteory“ a podrobný model přenosu záření, aby posoudila, jak moc je používaná metodika interpretace spekter meteorů úspěšná v popisu původního materiálu. Výsledky ukazují, že při odpařování se jednotlivé prvky neuvolňují rovnoměrně: těkavý sodík a draslík se do plazmové stopy dostávají velmi snadno, zatímco hořčík je oproti železu výrazně potlačen a žáruvzdorné prvky, jako je hliník, vápník nebo titan, se za daných laboratorních podmínek prakticky neuvolňují.
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.
Nový díl Rozhovorů o vesmíru opět zanese naši představivost do místa, kolem kterého se vše v naší Galaxii točí: obrovské a jasné hvězdokupy obsahující supermasivní černou díru. Miško Zajaček nám představí spoustu zajímavých objektů, které se v ní nachází, a s pomocí nejnovějších poznatků poodhalí, co jsou G objekty: tajemní obyvatelé centra, kteří se chovají jako hvězdy, ale vypadají jako plyn.
Opakované výbuchy novy nezanechávají v okolí hvězdy jen jednotlivé rozpínající se obálky. Při každé další erupci narazí právě vyvržená hmota do pozůstatků předchozích výbuchů a vytváří nové rázové vlny, které plyn zahřívají na miliony stupňů. Trojrozměrné počítačové simulace nyní ukázaly, jak se takový složitý systém vyvíjí během více než jednoho století a jak se jeho historie otiskuje do rentgenového záření.
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.
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.
Sluneční skvrny nejsou jednolité oblasti silného magnetického pole. Jejich tmavá jádra mohou přetínat světlé pásy, takzvané světelné mosty, v nichž se znovu prosazuje konvekce běžná v oblastech bez magnetického pole. Nová pozorování pěti takových mostů ukazují, jak přesně síla a orientace magnetického pole řídí velikost, jas a rychlost pohybů plazmatu v těchto strukturách. Současně upřesňuje podmínky pro výskyt velkých granulí, které jsou ve světelných mostech relativně vzácné.
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.
Astronomové poprvé objevili horkou vodní páru v okolí horkého veleobra typu B[e]. Objev ukazuje, že prostředí těchto extrémně horkých hvězd může být chemicky mnohem složitější, než se dosud předpokládalo. Díky velmi přesným infračerveným spektroskopickým měřením se podařilo nejen identifikovat molekuly vody, ale také zpřesnit představy o struktuře plynového disku, vývojového stádia hvězdy i její možné dvojhvězdné povaze. Michaela Kraus ze Stelárního oddělení ASU byla u toho.
„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.
