Související stránky k článku Za extrémní explozí se skrývá roztrhání hvězdy rotující černou dírou
Pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO) a dalších astronomických organizací po celém světě se vědcům podařilo zachytit vzácný úkaz – intenzivní záblesk záření doprovázející "slapové roztrhání" hvězdy superhmotnou černou dírou. Zjasnění, které jev vyvolal, bylo svého druhu nejbližší, jaké se dosud podařilo zaznamenat. Odehrálo se ve vzdálenosti asi 215 milionů světelných let a bylo tak možné ho studovat v nebývalých detailech. Výzkum byl prezentován v článku zveřejněném ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Astronomové poprvé pozorovali na jednom snímku stín černé díry v centru galaxie Messier 87 (M87) a mohutný výtrysk, který z ní vychází. Pozorování byla provedena v roce 2018 pomocí dalekohledů Global Millimetre VLBI Array (GMVA), Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), jehož je ESO partnerem, a Greenland Telescope (GLT). Tento nový snímek pomůže astronomům lépe pochopit, jak mohou výtrysky černých děr vznikat.
Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zachytili známky ‚horké skvrny‘ obíhající kolem superhmotné černé díry Sagittarius A*, která se nachází v centru naší Galaxie. Objev vědcům pomůže lépe pochopit dynamické okolní prostředí dosud obestřené řadou tajemství.
Dalekohled VLT Evropské jižní observatoře vyfotografoval následek mohutné kosmické kolize – obří galaxii NGC 7727, která vznikla spojením dvou menších galaxií. Proces jejich sloučení započal asi před miliardou let a uprostřed nově utvořené galaxie se stále nachází nejbližší známý pár superhmotných černých děr. Ten je rovněž předurčen k splynutí do jedné, ještě hmotnější černé díry.
Pomocí interferometru VLTI Evropské jižní observatoře astronomové pořídili nejhlubší a nejostřejší záběry okolí superhmotné černé díry v centru naší Galaxie, jaké jsou dnes k dispozici. Nové snímky přibližují střed Mléčné dráhy 20krát více, než bylo možné před VLTI, a umožnily odhalit v blízkosti černé díry dosud nezpozorovanou hvězdu. Precizním měřením drah jednotlivých hvězd ve středu Galaxie vědci získali údaje, které použili k zatím nejpřesnějšímu výpočtu hmotnosti černé díry.
Pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře astronomové odhalili zatím nejbližší známý pár superhmotných černých děr. Dvě černé díry navíc dělí od sebe navzájem mnohem menší vzdálenost než u kteréhokoliv jiného dosud objeveného systému tohoto typu. Dvojice skončí svoji existenci splynutím do jedné obří černé díry.
Vědci a instituce podílející se na programu Event Horizon Telescope (EHT), kterým se v roce 2019 podařilo získat historicky první snímek černé díry, zveřejnili nový pohled na tento extrémně hmotný objekt ležící ve středu galaxie M87 vzdálené od nás 55 milionů světelných let. Záběr zachycuje velmi blízké okolí černé díry v polarizovaném záření, což se astronomům podařilo pozorovat vůbec poprvé. Vědci tak získávají neocenitelné informace o vlastnostech magnetického pole v tomto místě, které jsou klíčové pro vysvětlení procesů, jakými galaxie M87 vytváří výtrysky vysoce energetických částic proudících z jejího jádra.
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové podrobně zkoumali dosud nejvzdálenější známý intenzivní zdroj rádiového záření. Jedná se o takzvaný ‚rádiově hlasitý‘ kvasar – jasný objekt s mohutnými výtrysky vyzařujícími rádiové vlny. Nachází se tak daleko, že jeho světlu trvalo plných 13 miliard let, než dolétlo až k nám. Objev by mohl přinést důležité poznatky, které astronomům pomohou pochopit rané fáze vývoje vesmíru.
Reinhard Genzel a Andrea Ghez společně obdrželi Nobelovu cenu za fyziku pro rok 2020 za práci na výzkumu superhmotné černé díry Sagittarius A* v srdci naší Galaxie, Mléčné dráhy. Reinhard Genzel, ředitel německého Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, a jeho tým prováděli pozorování zdroje Sagittarius A* po téměř 30 let s použitím flotily přístrojů a dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO).
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové objevili šestici galaxií ležících v okolí superhmotné černé díry. Uskupení se nachází velmi daleko a pozorujeme ho tak, jak vypadlo v době, kdy byl vesmír méně než miliardu let starý. Vůbec poprvé se podařilo spatřit podobně kompaktní skupinu v tak rané fázi vývoje vesmíru. Objev astrofyzikům pomůže lépe pochopit procesy, které vedly k rychlému vzniku superhmotných černých děr a jejich dalšímu růstu do enormních rozměrů. Získaná pozorování podporují teorii, že tyto extrémní objekty velmi rychle přibývají na váze uvnitř rozsáhlých struktur obsahujících značné množství plynu, které strukturou připomínají pavučinu.
Pozorování provedená dalekohledem ESO/VLT poprvé prokázala, že hvězda obíhající kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie se pohybuje přesně tak, jak předpovídá Einsteinova obecná teorie relativity. Po mnoha obězích dráha hvězdy opíše v prostoru tvar připomínající květinu, nikoliv jednoduchou elipsu, jak říká Newtonova teorie gravitace. Dlouho očekávaný výsledek přinesla opakovaná měření prováděná se stále vyšší přesností posledních třicet let. Umožnila tak vědcům odhalit další tajemství obra ukrývajícího se v srdci Mléčné dráhy.
Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT pozorovali rezervoáry chladného plynu obklopující jedny z nejmladších galaxií ve vesmíru – galaxií, které v současnosti vidíme tak, jak vypadaly před 12,5 miliardami let. Tato plynná hala jsou bohatou zásobárnou materiálu pro superhmotné černé díry v jádrech těchto galaxií a jejich existence by mohla vysvětlit, jak během raného vývoje vesmíru mohla tato kosmická monstra narůst tak rychle do svých mimořádných rozměrů.
Mimořádně citlivý přístroj GRAVITY přinesl další důkaz dlouho předpokládané přítomnosti superhmotné černé díry ve středu naší Galaxie. Nová pozorování zachycují shluk plynu obíhající po kruhové dráze rychlostí až 30 % rychlosti světla těsně nad horizontem událostí černé díry. Poprvé v historii se podařilo takto detailně sledovat hmotu obíhající v blízkosti černé díry – nedaleko „oblasti, odkud není návratu“.
Tým evropských astronomů použil nový přístroj GRAVITY pro dalekohled ESO/VLT a podařilo se mu získat mimořádné záběry centra naší Galaxie. Při tomto pozorování vědci poprvé zkombinovali světlo zachycené všemi čtyřmi hlavními dalekohledy systému VLT najednou. Získaná pozorování jsou však jen předzvěstí přelomových vědeckých výsledků, jakých GRAVITY bude schopen dosáhnout při výzkumu extrémně silných gravitačních polí v blízkosti superhmotné černé díry ve středu naší Galaxie. Znovu tak otestuje předpovědi Einsteinovy obecné teorie relativity.
Vědci potvrdili existenci prstence u dalšího tělesa Sluneční soustavy. Je jím trpasličí planeta Quaoar, která se řadí mezi tzv. transneptunická tělesa, tj. obíhá kolem Slunce dále než Neptun. Prstenci je známá především planeta Saturn, nalezneme je však i u všech zbylých vnějších planet, tj. Jupiteru, Uranu a Neptunu a dále u trpasličí planety Haumea a planetky Chariklo. Na objevu se podílel aktuálně největší dalekohled světa, Gran Telescopio Canarias, a evropský kosmický dalekohled CHEOPS.
Publikovaný snímek, který pořídil Hubbleův kosmický dalekohled HST, ukazuje spirální galaxii NGC 4845, která je od Země vzdálena více než 65 miliónů světelných roků. Na obloze se promítá do souhvězdí Panny (Virgo). Orientace galaxie zřetelně odhalila pozoruhodnou spirální strukturu galaxie: plochý a skvrnitý prachový disk obklopující jasnou galaktickou výduť.
Astronomové objevili protoplanetární disk kolem mladé hvězdy ležící ve Velkém Magellanově oblaku, malé galaxii sousedící s naší Galaxií. Disk, v němž probíhá tvorba planet, podobný těm, které známe z naší Galaxie, byl přitom v cizí galaxii zachycen vůbec poprvé. Záběry odhalují mladou hmotnou hvězdu, která stále roste, vtahuje hmotu ze svého okolí a vytváří rotující akreční disk. Pozorování byla provedena pomocí soustavy radioteleskopů ALMA pracující v Chile, jejímž evropským partnerem je ESO.
Po svém „zrození“ ve Velkém třesku se vesmír skládal převážně z vodíku a několika atomů helia. Jedná se o nejlehčí prvky v periodické tabulce prvků. Během 13,8 miliardy let mezi velkým třeskem a současností vznikly všechny ostatní prvky. Mnoho z těchto těžších prvků vzniklo ve hvězdách procesem jaderné fúze. Tím však vznikly pouze prvky těžké maximálně jako železo. Jak vznikly těžší prvky?
Christina Thöne, astronomka z Astronomického ústavu Akademie věd ČR byla členkou týmu, který poprvé zajistil dlouhodobé sledování slapového roztrhání hvězdy – extrémně vzácné události – pomocí infračervených a optických dalekohledů. Jejich článek „A very luminous jet from disruption of a star by a massive black hole“ byl publikován v časopise Nature 30. listopadu 2022.
I v době internetu a dálkového ovládání dalekohledů, což Astronomický ústav AV ČR intenzivně využívá, se naskytne potřeba být na místě. Právě v tomto období je totiž na jižní polokouli nejlépe pozorovatelný střed naší Galaxie se supermasivní černou dírou v jejím centru, což je jedním ze středobodů zájmu našich vědců. Z druhé strany zeměkoule svoje pozorování popsal profesor Vladimír Karas, ředitel Astronomického ústavu AV ČR a vedoucí skupiny relativistické astrofyziky.
