černá díra

Trysky černé díry mají nesmírnou sílu, výkon odpovídá energii 10 000 Sluncí

20. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 2 min read 13 Zobrazení černá díra, energie, souhvězdí Cygnus X-1, trysky

Silný hvězdný vítr od veleobra odtlačuje trysky vypouštěné černou dírou od hvězdy — Popis: Silný hvězdný vítr od nadobra tlačí trysky vypouštěné černou dírou od hvězdy. To způsobuje, že se směr trysek mění, jak se černá díra a nadobří hvězda pohybují po své oběžné dráze.

Díky měření síly větru a míry ohnutí trysek, mohli vědci poprvé určit jejich okamžitý výkon.

Vědci pro svůj výzkum použili radioteleskop, který obklopuje Zemi. Řada propojených dalekohledů oddělených velkými vzdálenostmi, dokáže pozorovat trysky černých děr, které jsou unášené větry hvězdy, když se černá díra pohybuje po své oběžné dráze.

Kromě toho byli schopni určit rychlost trysek černé díry, která je zhruba polovinou rychlosti světla, neboli 150 000 km za sekundu. Což je další měření, které vědce zajímá už po celá desetiletí. Vědci tak potvrdili teorie, které popisují, jak černé díry pomáhají utvářet strukturu vesmíru.

Vědci byli schopni provést měření pomocí sekvence snímků „tančících trysek“ – termín, který se používá k popisu vzorce pohybu trysek, jež byly opakovaně vychylované různými směry silnými větry nadobra, když se hvězda a černá díra pohybovaly po svých oběžných drahách. Měření výkon trysek v souhvězdí Cygnus X-1, umožnilo vědcům pochopit, jaká část energie uvolněné kolem černých děr by se mohla ukládat do okolního prostředí, a tím ho měnit.

**Popis: Směr rádiového paprsku se mění s tím, jak se černá díra a hvězda pohybují po své oběžné dráze (znázorněno červeně).**

Klíčovým zjištěním tohoto výzkumu je, že přibližně 10% energie uvolněné při dopadu hmoty směrem k černé díře je unášené tryskami. Toto vědci obvykle předpokládají ve velkých simulovaných modelech vesmíru, ale doposud bylo obtížné to potvrdit. Předchozí metody dokázaly měřit pouze průměrný výkon trysek za tisíce nebo dokonce miliony let, což bránilo přesnému srovnání s energií rentgenového záření uvolňovanou okamžitě z dopadající hmoty.

S radioteleskopy, jako je například Square Kilometer Array Observatory, která se v současné době staví v Západní Austrálii a Jižní Africe, vědci očekávají, že detekují výtrysky z černých děr v milionech vzdálených galaxií a poskytne kotevní bod poskytnutý tímto novým měřením pomůže kalibrovat jejich celkový výkon. Trysky černých děr poskytují důležitý zdroj zpětné vazby do okolního prostředí a jsou klíčové pro pochopení vývoje galaxií.

Zdroje: Curtinova univerzita; Curtinův institut pro radioastronomii (CIRA) a Curtinovo Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR) ve spolupráci s Oxfordskou univerzitou; vedoucí autor studie Dr. Steve Prabu; spoluautor studie, profesor James Miller-Jones z CIRA a Curtinova uzlu ICRAR; https://www.eurekalert.org/news-releases/1124018; vědecká studie –https://www.nature.com/articles/s41550-026-02828-3

$galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway$

Fermilab přepisuje fyziku magnetické anomálie v „prázdném“ prostoru

14. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 32 Zobrazení anomálie, černá díra, Fermilab, kvantová fyzika, magnetická anomálie, magnetické pole, mion, virtuální částice

Fyzika Nové TOP 10 Vědecké objevy Vesmír Výzkum

galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway

Tento dlouho očekávaný výsledek s ohromujícím dosažením přesnosti zůstane po mnoho dalších let nejpřesnějším měřením magnetické anomálie mionu na světě.

Vědci vědí, že ani ve vakuu není prostor nikdy prázdný. Místo toho je naplněný neviditelným mořem virtuálních částic, které se v souladu se zákony kvantové fyziky objevují a mizí na neuvěřitelně krátké časové okamžiky.

Miony jsou částice se silným magnetickým polem, které se nacházejí v „prázdném“ prostoru. Jde o těžšího bratrance elektronu. Miony jsou podobné elektronům, ale jsou asi 200krát hmotnější. A stejně jako elektrony mají miony kvantově mechanickou vlastnost zvanou spin, kterou lze interpretovat jako malý vnitřní magnet. V přítomnosti vnějšího magnetického pole se vnitřní magnet bude kolísat podobně jako osa u káči (dětské hračky). Experiment na kterém vědci pracovali dlouhých 20 let tak doslova přepisuje fyziku.

Virtuální častice

Vědci můžou testovat přítomnost a povahu těchto virtuálních částic pomocí paprsků částic putujících v magnetickém poli. Experiment, který probíhal pomocí mionu g-2 zkoumali precesi mionů vystavených magnetickému poli. Hlavním cílem bylo ověřit předpovědi Standardního modelu týkající se této hodnoty experimentálním měřením rychlosti precese s přesností 0,14 ppm. Pokud existuje nesrovnalost, mohlo by to znamenat, že Standardní model je neúplný a vyžaduje revizi.

Třetí a poslední výsledek, založený na datech z posledních tří let, je v dokonalé shodě s předchozími výsledky experimentu, což dále upevňuje experimentální světový průměr. Tato dlouho očekávaná hodnota bude po mnoho dalších let nejpřesnějším měřením magnetické anomálie mionů na světě.

Navzdory nedávným výzvám, které se týkaly teoretických předpovědí, které snižovaly důkazy o nové fyzice z mionu g-2, tento výsledek poskytuje přísný standard pro navrhovaná rozšíření Standardního modelu částicové fyziky.

Miony rotují v magnetickém poli a další subatomární částice ovlivňují jejich pohyb. Čím silnější je magnetické pole, tím rychleji se mion kymácí. Pozorováním rotace mohou vědci měřit, jak rychle se miony kymácejí. Když však vědci provedli experiment, zjistili, že miony můžou být o něco magnetičtější, než předpovídala teorie.

Anomálii je potřeba vysvětlit

Anomálie je malá, pouhých 2,5 dílů z 1 miliardy. To ale může stačit k tomu, aby bylo nutné vysvětlit, co způsobuje rychlejší kymácení, v podobě zcela nových elementárních částic. Pokud by se to stalo, zpochybnilo by to Standardní model částicové fyziky, soubor pravidel pro fungování vesmíru. Dokonce je to možná nová fyzika, která má důsledky pro budoucí experimenty a pro možné souvislosti s temnou hmotou.

Pokud experiment neodpovídá teorii, mohlo by to naznačovat novou fyziku. Fyzici se konkrétně zamýšleli nad tím, zda by tento rozpor mohl být způsobený dosud neobjevenými částicemi, které přitahují precesi mionu.

Na rozdíl od jiných experimentů v oblasti fyziky potřeboval projekt Muon g-2 více než jen fyziky zabývající se částicovou fyzikou, ale potřebovala kolaboraci, která se skládala také z fyziků pracujících na urychlovačích, atomových fyziků a jaderných fyziků. Bylo velmi cenné sledovat, že když se sešli všichni tito různí odborníci, dokázali společně vyřešit věci, které by jedna skupina pravděpodobně sama nezvládla.

Objev mionu

Ve 30. letech 20. století si vědci mysleli, že hmotu zcela pochopili. Bylo jasné, že hmota se skládá z atomů, atomy z protonů, neutronů a elektronů a tím to skončilo.

Pak ale objevili mion, překvapivě těžkého bratrance elektronu, který neměl žádný zjevný účel kromě toho, aby mátl vědce. Mion byl tak nečekaný, že nositel Nobelovy ceny Isidor Isaac Rabi v souvislosti s jeho objevem doslova vtipkoval: „Kdo si to objednal?“

O sedmdesát pět let později se velká část záhady obklopující mion rozplynula. Vědci určili jeho hmotnost s přesností na osm desetinných míst, znají jeho poločas rozpadu na pikosekundu a dokonce našli způsoby, jak ho manipulovat pro využití ve vědě a průmyslu. Přesto mnoho vědců věří, že mion je víc, než se na první pohled zdá.

Nakonec se z 16 částic ve Standardním modelu mion stává středem výzkumu stále více fyziků, kteří se snaží porozumět jeho jedinečným vlastnostem a zároveň ho využít jako sondu pro zbytek subatomárního světa.

Zdroj: Fermilab; https://news.fnal.gov/2025/06/muon-g-2-most-precise-measurement-of-muon-magnetic-anomaly/

Čekali kruh, ale potvrdili ovál

11. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 2 min read 83 Zobrazení černá díra, neutronová hvězda

Astrologie Nové Vesmírné objevy

Objev zpochybňuje dlouholeté předpoklady o tom, jak tyto kosmické páry vznikají a jak pokračuje jejich další vývoj.

Když se srazí neutronová hvězda s černou dírou, konec je jasný. Ve finále dojde ke sloučení. Než k tomu ale dojde, obíhají tyto dva vesmírné objekty kolem sebe, jako by testovaly, kdo je silnější. Co je ale na tomto procesu zajímavé? Překvapením se stala jejich dráha. Doteď vědci předpokládali, že oba objekty svou dominanci testují v dokonalé kružnici, jak se ale ukázalo, krouží po oválné dráze.

Předpokládá se, že většina párů, které tvoří neutronové hvězdy a černé díry, zaujmou před sloučením kruhové dráhy. Analýza gravitační vlnové události GW200105 však ukazuje, že se tento systém dlouho před sloučením a vytvořením černé díry, která je 13krát hmotnější než Slunce, pohyboval po oválné dráze. Abychom to chápali….. Oválná dráha je něco, co se u tohoto typu srážky vesmírných objektů dosud nevidělo.

Podle doktorky Patricie Schmidtové z Birminghamské univerzity vědcům dává zásadní nové vodítka o tom, jak se tyto extrémní objekty shlukují. To znamená, že současné teoretické modely jsou neúplné a vyvolává nové otázky o tom, kde se ve vesmíru rodí takové systémy.

Jak na to vědci přišli?

Aby vědci mohli změřit jak „oválnost“ oběžné dráhy (excentricitu), tak i jakékoli rotační kolísání (precesi), museli nejprve analyzovat data stažená z detektorů LIGO a Virgo. Následně data analyzovali pomocí nového modelu gravitačních vln, které si vědci sami vyvinuli v Ústavu gravitační vlnové astronomie Birminghamské univerzity. Toto je poprvé, co byly tyto dva jevy naměřeny společně v události neutronové hvězdy a černé díry. Její eliptický tvar těsně před sloučením ukazuje, že se tento systém nevyvíjel tiše v izolaci. Naopak byl téměř jistě formován gravitačními interakcemi s jinými hvězdami, nebo možná dokonce s třetím tělesem.

Analýza porovnávající tisíce teoretických předpovědí se skutečnými daty ukázala, že kruhová oběžná dráha je extrémně nepravděpodobná, a vyloučila ji s 99,5% jistotou.

Zdroj: Birminghamská univerzita, https://www.eurekalert.org/news-releases/1119016

universe, space, galaxy, wormhole, stars, milky way, sci-fi, fantasy, futuristic, cosmos, deep space, black hole, astronomy, background, wallpaper, geometric, digital art, symmetry, abstract, ornamental, pattern, seamless, decorative, colourful, design, wormhole, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole

Gravitační vlny časoprostoru předpovězené Einsteinem se podařilo detekovat

6. 10. 2025 Iveta Mauci 2 min read 395 Zobrazení Albert Einstein, časoprostor, černá díra, gravitační vlny, milihertzové frekvenční pásmo (10⁻⁵ – 1 Hz), střední pásmo

Fyzika-matematika Nové Objevy Vědecké objevy Vesmír

Nepolapitelné gravitační vlny, které se nacházejí v „časoprostoru“, tedy mezi prostorem a časem, předpověděl Albert Einstein. Jejich existenci nemohl dokázat, přesto věděl, že tam jsou. A opravdu.

Právě tyto vlny byly pozorované pozemními interferometry na vysokých frekvencích jako jsou LIGO a Virgo a na ultranízkých frekvencích pomocí časovacích polí pulsarů. Střední pásmo však zůstalo vědecky nejasné. Nacházejí se totiž v nepolapitelném milihertzovém frekvenčním pásmu (10⁻⁵ – 1 Hz).

Nový detektor využívá nejmodernější technologie optických dutin původně vyvinutý pro optické atomové hodiny k měření drobných fázových posunů v laserovém světle způsobených procházejícími gravitačními vlnami. Na rozdíl od velkých interferometrů jsou tyto detektory kompaktní a relativně imunní vůči seismickému a newtonovskému šumu.

Vědci tak našli nový přístup, jak tyto gravitační vlny detekovat v milihertzovém frekvenčním rozsahu, který umožňuje přístup k astrofyzikálním a kosmologickým jevům, které nejsou detekovatelné současnými přístroji.

Využitím technologie vyvinuté v kontextu optických atomových hodin je možné rozšířit dosah detekce gravitačních vln do zcela nového frekvenčního rozsahu s přístroji, které se vejdou na laboratorní stůl. To otevírá vzrušující možnost vybudování globální sítě takových detektorů a hledání signálů, které by jinak zůstaly skryté nejméně po další desetiletí.

Očekává se, že milihertzové frekvenční pásmo, někdy nazývané jako „střední pásmo“, bude přijímat signály z různých astrofyzikálních a kosmologických zdrojů, včetně kompaktních dvojhvězd bílých trpaslíků a slučování černých děr.

Ambiciózní vesmírné mise, jako je LISA, se také zaměřují na toto frekvenční pásmo, ale jejich start je naplánovaný na 30. léta 21. století. Nové detektory optických rezonátorů by mohly začít tuto oblast zkoumat už nyní.

3D ilustrace gravitačních vln ze slučujících se černých děr.

Tento detektor umožňuje testovat astrofyzikální modely binárních systémů v naší galaxii, zkoumat fúze masivních černých děr a dokonce hledat stochastické pozadí z raného vesmíru. Díky této metodě mají vědci nástroje k zahájení zkoumání těchto signálů přímo ze Země, což otevírá cestu pro budoucí vesmírné mise.

Každá jednotka se skládá ze dvou ortogonálních ultrastabilních optických dutin a atomární frekvenční reference, což umožňuje vícekanálovou detekci signálů gravitačních vln. Tato konfigurace nejen zvyšuje citlivost, ale také umožňuje identifikaci polarizace vln a směru zdroje.

Spoluautoři studie: Dr. Vera Guarrera z Birminghamské univerzity a profesor Xavier Calmet z univerzity v Sussexu

Zdroje: Univerzita v Birminghamu, https://www.eurekalert.org/news-releases/1100491; https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/ae09ec

ai generated, spaceship, science fiction, future, futuristic, sci-fi, space, space travel, universe, cosmos

Astrofyzik má plán pro průzkum středu černé díry

11. 8. 2025 Iveta Mauci 4 min read 1345 Zobrazení černá díra, Čína, Cosimo Bambi, Einsteinova teorie obecné relativity, fyzikální zákony, horizont událostí, průlet, průzkum, raketa, sonda, vesmír

Astrofyzika Nové Vesmír

Má černá díra skutečně horizont události? Hranici, za kterou ani světlo neunikne její gravitační síle? Mění se v blízkosti černé díry fyzikální zákony? Platí Einsteinova teorie obecné relativity i za nejextrémnějších podmínek vesmíru?

Autoři sci-fi využívají energii černé díry pro rychlé cestování. Jestli by se opravdu dala použít jako tunel mezi galaxiemi je zatím velkou záhadou, ale představa je to opravdu vzrušující. Vědci díky nadčasovým představám spisovatelů tohoto žánru dokázali vyrobit spoustu věcí. Ale realita, kdy kosmická loď proletí skrze tento koridor aniž by byla zničena je mimo chápání současné fyziky. Nebo se tyto zákony na černou díru nevztahují?

Cosimo Bambi, astrofyzik z Fudanské univerzity v Číně se nebojí tvrzení, že černou dírou lze proletět a aby to dokázal, zaměřil se na vývoj mikrorakety. Aby jeho mise byla úspěšná, potřebuje splnit dva klíčové úkoly. Prvním je nalezení černé díry, která je dostatečně blízko Zemi a tím druhým bodem, podstatně náročnějším, je vývoj sondy, která bude schopná tuto cestu vydržet.

Posádka na palubě zemské lodi

Pokud si představujete obrovskou kosmickou loď, kterou ovládá posádka s třemi tisíci lidmi, tak tady vás musím zklamat. Kosmická loď, na které Bambi pracuje, nebude jako ze sci-fi. Než přijde čas, kdy lidé vstoupí na plavidlo podobné velikosti ze Star Treku, ještě to potrvá.

Bambiho průzkumné plavidlo nebude těžší než kancelářská sponka. Blízkost černé díry je také podmíněná blízkosti Země, protože pohonem by měl být laserový paprsek. Bamiho cílem je tedy jakýsi mikročip řítící se vesmírem rychlostí světla, který bude řízen trajektorií rovnou k černé díře. Cílem bude prozkoumat samotnou strukturu prostoru a času a otestovat fyzikální zákony. Pro Bambiho, astrofyzika a experta na černé díry, tato myšlenka rozhodně není přitažená za vlasy a myslí si, že je možná.

Výsledky pro další generace

V článku, který Bambi prezentoval v časopise iScience, nastiňuje plán, jak tuto mezihvězdnou cestu k černé díře proměnit ve skutečnost. Pokud bude tato stoletá mise úspěšná, mohla by přinést data z blízkých černých děr, která zcela změní naše chápání obecné relativity a fyzikálních zákonů.

„Teď tu technologii nemáme,“ říká autor Cosimo Bambi, „ale za 20 nebo 30 let ji snad vytvoříme.“ Předchozí znalosti o vývoji hvězd podle něj naznačují, že by se černá díra mohla nacházet pouhých 20 až 25 světelných let od Země, ale její nalezení nebude snadné. Důvodem je, že černé díry nevyzařují ani neodrážejí světlo, a proto jsou pro dalekohledy prakticky neviditelné. Vědci je detekují a studují na základě toho, jak ovlivňují blízké hvězdy, nebo zkreslují světlo.

Jakmile ji najdeme, další překážkou bude dostat se tam. Tradiční kosmické lodě poháněné chemickým palivem jsou na takovou cestu příliš neohrabané a pomalé. Bambi proto jako možné řešení poukazuje na nanolodě – gramové sondy sestávající z mikročipu a světelné plachty. Pozemské lasery by plachtu osvětlovaly fotony, čímž by se plavidlo zrychlilo na třetinu rychlosti světla.

Tímto tempem by se plavidlo mohlo dostat k černé díře vzdálené 20 až 25 světelných let za zhruba 70 let. Data, která by mikroplavidlo nashromáždilo, by se dostala zpět na Zemi za dalších dvacet let. To znamená, že celková doba trvání mise bude činit přibližně 80 až 100 let.

Jakmile se plavidlo ocitne v blízkosti černé díry, vědci by mohli provádět experimenty, které by našly odpovědi na některé z nejnaléhavějších otázek současné fyziky. Jako jsou například: Má černá díra skutečně horizont událostí, hranici, za kterou ani světlo nemůže uniknout její gravitační síle? Mění se v blízkosti černé díry fyzikální zákony? Platí Einsteinova teorie obecné relativity i za nejextrémnějších podmínek vesmíru?

Bambi poznamenává, že samotné lasery by dnes stály zhruba jeden bilion eur a technologie pro vytvoření nanolodě zatím neexistuje. Za 30 let by ale náklady mohly klesnout a technologie by tyto odvážné nápady mohly dohnat.

A i když to možná zní opravdu šíleně, není to poprvé, kdy vědci dokázali, že nemožné se stalo realitou. Lidé dříve tvrdili, že gravitační vlny nikdy nelze zaznamenat, protože jsou příliš slabé a ano, po 100 letech jsme je zaregistrovali. Lidé si mysleli, že nikdy nebudeme pozorovat stíny černých děr. Nyní, o 50 let později, máme rovnou snímky dvou.

Zdroje: https://www.eurekalert.org/news-releases/1093283; iScience , Cosimo Bambi, „Mezihvězdná mise k testování astrofyzikálních černých děr.“ https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01403-8

universe, earth, man, woman, cosmic, universe, universe, universe, universe, universe

Země je možná uprostřed obří prázdné díry, vysvětlovalo by to rychlost rozpínání našeho vesmíru

14. 7. 2025 Iveta Mauci 2 min read 2208 Zobrazení černá díra, Galaxie Mléčná dráha, Rozpínání se vesmíru, Velký třesk

Nové Věda Vesmír Vesmírné objevy

Vesmír okolo nás se rozpíná rychleji než sousední. Možným řešením pro tyto nesrovnalosti je, že se naše galaxie nachází blízko středu velké prázdnoty. Tato teorie naznačuje, že se Země a celá naše galaxie ocitá uprostřed velké černé díry, tvrdili astronomové na Národním astronomickém setkání (NAM) Královské astronomické společnosti v Durhamu.

Jejich studie opět řeší otázku velkého třesku. Pro vědecký svět je to velmi důležité. Kdyby se jim podařilo vyřešit tuto rovnici, mohli by potvrdit skutečné stáří našeho vesmíru, které se nyní odhaduje na přibližně 13,8 miliardy let.

Má to ale háček. Kámen úrazu této teorie spočívá v tom, že extrapolace měření vzdáleného raného vesmíru až do současnosti pomocí standardního kosmologického modelu předpovídá pomalejší tempo rozpínání než měření blízkého, novějšího vesmíru. Vědci mají pro tento rozdíl vysvětlení…

Pokud by tomu tak skutečně bylo, znamenalo by to, že hmota bude gravitací přitahována k vnějšímu povrchu prázdnoty s vyšší hustotou, což by vedlo k tomu, že se prázdnota časem vyprázdní. V praxi to znamená, že rychlost objektů od nás by byla větší z důvodu vyprazdňování prázdnoty, než kdyby tam prázdnota nebyla. To proto vytváří dojem rychlejší lokální expanze.

Napětí v Hubbleově teleskopu je z velké části lokální jev s malým množstvím důkazů o tom, že by rychlost rozpínání nesouhlasila s očekáváními ve standardní kosmologii dále v čase. Takže lokální řešení, jako je lokální prázdnota, je slibným způsobem, jak problém vyřešit.

Aby tato myšlenka obstála nejen ve vědecké komunitě, musely by se Země a naše sluneční soustava nacházet blízko středu prázdnoty o poloměru asi miliardy světelných let s hustotou asi o 20 procent nižší, než je průměr pro vesmír jako celek.

Přímé počítání galaxií tuto teorii podporuje, protože hustota čísel v našem lokálním vesmíru je nižší než v sousedních oblastech. Existence tak velké a hluboké prázdnoty je však kontroverzní, protože se příliš nehodí do standardního modelu kosmologie, který naznačuje, že by hmota dnes měla být v tak velkých měřítcích rovnoměrněji rozprostřena.

Hlavní techniky pro mapování historie rozpínání vesmíru, jako jsou supernovy, nebo standardní svíčky a kosmické chronometry.

Lokální prázdnota mírně zkresluje vztah mezi úhlovou stupnicí BAO a rudým posuvem, protože rychlosti vyvolané lokální prázdnotou a jejím gravitačním účinkem rudý posuv mírně zvyšují v důsledku kosmické expanze. Přes všechny tyto podmínky a po zvážení všech dostupných měření BAO za posledních 20 let přesto vědci ukázali, že model s prázdnou plochou je asi stomilionkrát pravděpodobnější než model bez prázdné plochy.

To vše zahrnuje zkoumání galaxií, které již netvoří hvězdy. Pozorováním jejich spektra, neboli světla, je možné zjistit, jaké druhy hvězd se v nich vyskytují a v jakém poměru. Protože hmotnější hvězdy mají kratší životnost. Ve starších galaxiích ale chybí, což umožňuje určit stáří galaxie.

Astronomové pak mohou toto stáří zkombinovat s rudým posuvem galaxie, o kolik se prodloužila vlnová délka jejího světla, což nám říká, o kolik se vesmír roztáhl, zatímco světlo z galaxie cestovalo k nám. To vrhá světlo na historii rozpínání vesmíru.

Zdroje: https://www.eurekalert.org/news-releases/1090191, https://cs.wikipedia.org/wiki/Hubbleova_konstanta, https://conference.astro.dur.ac.uk/event/7/sessions/90/#20250709

Kolik černých děr je skutečně ve vesmíru? Dají se vůbec spočítat? NASA to zkusila

13. 1. 2025 Iveta Mauci 5 min read 253 Zobrazení Caltech, černá díra, JPL, NASA, počet, vesmír, výzkum

Nové Vesmír Výzkum

Astronomové si myslí, že supermasivní černou díru má ve svém středu každá velká galaxie. Testování této hypotézy je ale obtížné. Vědci totiž nemůžou očekávat, že spočítají miliardy, nebo dokonce biliony supermasivních černých děr, o kterých navíc pouze předpokládají, že by mohly existovat.

Hledání supertěžkých černých děr

Supermasivní černé díry nedávno pomáhalo hledat i několik teleskopů NASA. Takové, které jsou až miliardkrát těžší než Slunce. Nový průzkum byl unikátní, protože bylo stejně pravděpodobné, že najdou masivní černé díry, které jsou skryté za hustými mračny plynu a prachu, stejně jako ty, které skryté nejsou.

Musí ale extrapolovat, neboli použit známé zkušenosti či informace na oblast doposud neznámou, nebo neprozkoumanou a pracovat s menší počtem vzorků, aby se nakonec dozvěděli o větší populaci. Pokud nějaká je.
Takže …. Přesné měření „poměru“ skrytých supermasivních černých děr v daném vzorku pomáhá vědcům lépe odhadnout celkový počet supermasivních černých děr v celém vesmíru.

Popis fotografie: Supermasivní černá díra obklopená torusem plynu a prachu je v uměleckém konceptu zobrazena ve čtyřech různých světelných vlnových délkách. Viditelné světlo (vpravo nahoře) a nízkoenergetické rentgenové záření (vlevo dole) jsou blokované torusem; infračervené (vlevo nahoře) je rozptýlené a reemitované; a některé vysokoenergetické rentgenové paprsky (vpravo dole) mohou pronikat torusem. — **Popis fotografie:** Supermasivní černá díra obklopená torusem plynu a prachu je v uměleckém konceptu zobrazena ve čtyřech různých světelných vlnových délkách. Viditelné světlo (vpravo nahoře) a nízkoenergetické rentgenové záření (vlevo dole) jsou blokované torusem; infračervené (vlevo nahoře) je rozptýlené a reemitované; a některé vysokoenergetické rentgenové paprsky (vpravo dole) mohou pronikat torusem.

Závoj hustého prachu a dýmu

Podle nové studie publikovaně v časopise Astrophysical Journal vědci zjistili, že asi 35% supermasivních černých děr je zakryté hrubou vrstvou, což znamená, že okolní mraky plynu a prachu jsou tak husté, že blokují i nízkoenergetické rentgenové světlo.

Podobně porovnatelné průzkumy již dříve zjistily, že supermasivních černých děr je takto zakrytých méně než 15 %. Vědci se domnívají, že skutečný podíl by měl však být spíše 50/50. Vycházejí tak na základě modelů růstu galaxií.
Pokud budou další pozorování naznačovat, že je skryté výrazně méně než polovina supermasivních černých děr, vědci budou muset upravit některé klíčové představy, které mají o těchto objektech a upřesnit roli, kterou hrají při utváření galaxií.

Skrytý poklad temných sil

Když pomineme, že jsou černé díry ze své podstaty temné, dokonce tak, že ani světlo nemůže uniknout jejich gravitaci, mohou to být také některé z nejjasnějších objektů ve vesmíru. Když se plyn dostane na oběžnou dráhu kolem supermasivní černé díry, jako když voda odtéká do odpadu, extrémní gravitace vytváří tak intenzivní tření a teplo, že plyn dosahuje stovek tisíc stupňů a vyzařuje tak jasně, že může zastínit všechny hvězdy v okolní galaxii.

Oblaka plynu a prachu, která obklopují a doplňují jasný centrální disk, mohou mít zhruba tvar torusu, nebo koblihy. Pokud je otvor pro koblihu obrácený k Zemi, jeho jasný centrální disk v něm je viditelný. Je-li kobliha vidět na okraji, jeho disk je zakrytý.

Dalekohledy NASA

Většina dalekohledů dokáže poměrně snadno identifikovat supermasivní černé díry tváří v tvář. Existuje však výjimka, kterou využili autoři nového článku: Torus absorbuje světlo z centrálního zdroje a znovu vyzařuje světlo s nižší energií v infračerveném rozsahu (vlnové délky o něco delší, než jaké mohou detekovat lidské oči).

Koblihy v podstatě září infračerveným světlem. Tyto vlnové délky světla byly detekované infračerveným astronomickým satelitem NASA IRAS, který v roce 1983 fungoval 10 měsíců a byl řízený laboratoří NASA Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii. Průzkumný dalekohled, který zobrazil celou oblohu, byl IRAS schopný vidět infračervené emise z mraků obklopujících supermasivní černé díry. A co je nejdůležitější, dokázalo stejně dobře zaznamenat černé díry hranou i tváří.

Popis obrázku: Umělecký koncept rentgenového teleskopu NuSTAR NASA, který pomohl astronomům získat lepší představu o tom, kolik supermasivních černých děr je skryto před zraky hustými mračny plynu a prachu, které je obklopují.

Černé díry nebo galaxie?

IRAS zachytil stovky počátečních cílů. Ukázalo se, že některé z nich nejsou černé díry skryté hrubou vrstvou prachu, ale galaxie s vysokou mírou tvorby hvězd, které vyzařují podobnou infračervenou záři.

Autoři nové studie tedy použili pozemní teleskopy ve viditelném světle k identifikaci těchto galaxií a jejich oddělení od skrytých černých děr. Pro potvrzení okrajových, silně zakrytých černých děr se vědci spoléhali na NASA NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), rentgenovou observatoř spravovanou JPL.

Rentgenové záření je vyzařované některým z nejžhavějších materiálů v okolí černé díry. Rentgenové záření s nižší energií je absorbované okolními mraky plynu a prachu, zatímco rentgenové záření s vyšší energií pozorované NuSTARem může pronikat a rozptylovat mraky.

Detekce těchto rentgenových paprsků může trvat hodiny strávené pozorováním, takže vědci pracující s NuSTARem, ale nejprve potřebují dalekohled, jako je IRAS, aby jim řekl, kam se mají dívat.

Zdroj: NASA/JPL-Caltech, NASA NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array, IRAS, Astrophysical Journal

Vědci mají dosud nejvyšší rozlišení černých děr z povrchu Země

28. 8. 2024 Iveta Mauci 4 min read 506 Zobrazení ALMA, APEX, BLVI, černá díra, EHT, ESA, ESO, M87, Mléčná dráha, observatoř, poušt Atacama v Chile, SgrA, vesmír

Nové Vesmír Země

Ilustrace detekcí s nejvyšším rozlišením, ktIlustrace detekce s nejvyšším rozlišením, která kdy byla provedena z povrchu Země.

Tento technický test otevřel nové okno pro studium černých děr. S plnou sítí EHT uvidí vědci detaily malé na 13 mikrosekund oblouku. Což odpovídá velikosti víčka od láhve umístěného na Měsíci při pozorování ze Země.

Pro získání snímků s vyšším rozlišením astronomové obvykle využívají velké dalekohledy, nebo větší vzdálenost mezi observatořemi, které pracují jako součást interferometru.

Snímky byly získané propojením několika observatoří rozmístěných po celé planetě.

Vědci mají v plánu zaměřit se na oblast za hranici blízkých supermasivních černých děr.

Pořizovat detailní snímky ze Země mohli díky detekci světla vzdálených galaxií na frekvenci přibližně 345 GHz, což odpovídá vlnové délce 0,87 mm. V budoucnu tak budou vědci schopni pořizovat snímky černých děr o 50 % detailnější, než mají dnes.

Protože byl projekt EHT velký jako Země, vyžadoval tak při svých pozorováních jiný přístup. Jak ale zvýšit rozlišení dalekohledu jiným způsobem? Pozorováním světla na kratších vlnových délkách. A přesně to tým udělal pomocí soustavy ALMA a dalších teleskopů.

Díky těmto přístrojům bylo možné při pořizování snímků dosáhnout nejlepšího rozlišení. Nikdy dříve se vědcům něco podobného nepodařilo.

***Umístění observatoří použitých v pilotním experimentu EHT.***

Galaxie M87

Vědci z EHT, Event Horizon Telescope, zveřejnili snímky M87, supermasivní černé díry v centru galaxie, v roce 2019 a snímky Sgr. A, černé díry v srdci naší Mléčné dráhy, v roce 2022.

Snímky byly získané propojením několika radiových observatoří po celé planetě. Pomohla technika zvaná interferometrie velkých základních linií (VLBI). Společně pak vytvořily jediný virtuální teleskop o velikosti Země.

Síť EHT

Aby vědci prokázali, že je možné detekovat galaxie na vlnové délce 0,87 mm, své pozorování testovali na jiných aktivních galaxiích. Místo celé sítě EHT použili dvě menší dílčí sítě, ALMA a APEX v poušti Atacama v Chile.

Evropská jižní observatoř (ESO) je partnerem ALMA a spoluřídí APEX. Mezi další observatoře patřily 30metrový teleskop IRAM ve Španělsku, NOEMA ve Francii, teleskop Greenland a Submillimeter Array na Havaji.

***Mléčná dráha nad ALMA pohled z Jižní polokoule.***

Nové studium

Tento projekt otevřel nové možnosti pro studium černých děr. To znamená, že na vlnové délce 0,87 mm, bude možné získat snímky s rozlišením asi o 50^ vyšším, než měly dosud publikované snímky M87* a SgrA*. Ty byly pořízené na vlnové délce 1,3 mm. Navíc je zde možnost pozorování vzdálenějších, menších a slabších černých děr než dosud.

Sheperd „Shep“ Doeleman, ředitel a zakladatel EHT, astrofyzik CfA a spoluzakladatel výzkumu, řekl: „Sledování změn v okolním plynu při různých vlnových délkách nám umožní vyřešit hádanku, jak černé díry přitahují a akretují hmotu a jak mohou vystřelovat silné výtrysky, které překonávají galaktické vzdálenosti.“

Je to poprvé, kdy byla technika VLBI použitá s úspěchem na vlnové délce 0,87 mm.

Například vodní pára v atmosféře absorbuje vlnové délky na 0,87 mm mnohem více než na 1,3 mm, což radioteleskopům značně ztěžuje příjem signálů z černých děr na kratších vlnových délkách.

Citlivé atmosférické podmínky

Ve spojení s rostoucí atmosférickou turbulencí a šumem na kratších vlnových délkách, stejně jako s nemožnou kontrolou globálních povětrnostních podmínek během pozorování citlivých na atmosféru, je pokrok v BLVI na kratších vlnových délkách, zejména těch, které překračují bariéru do submilimetrového rozsahu, pomalý. Díky novým detekcím se to však změnilo.

„Nové detekce VLBI na vlnové délce 0,87 mm jsou přelomové, protože otevírají nové pozorovací okno pro studium supermasivních černých děr,“ zdůrazňuje Thomas Krichbaum, spoluautor studie z německého Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii. Instituce, která se zabývá výzkumem supermasivních černých děr.

Zajímavosti:

Astronomická pozorování s vyšším rozlišením existují, ale byly získané kombinací signálů z pozemních dalekohledů a dalekohledu ve vesmíru.
Aby tým EHT otestoval svá pozorování, namířil antény na velmi vzdálené „aktivní“ galaxie, které jsou poháněné supermasivními černými dírami ve svých jádrech a jsou velmi jasné. Takové zdroje pomáhají kalibrovat pozorování předtím, než se EHT zaměří na slabší zdroje, jako jsou blízké černé díry.

Zdroje: Tisková zpráva ESO, vědecký článek, RENISHAW, Astronomical Journal

Fotografie a video: Tiskový zdroj ESO

Nová černá díra 0,1 světelného roku od středu naší Galaxie

20. 8. 2024 Iveta Mauci 1 min read 283 Zobrazení černá díra, hvězdokupa, IRS 13, Kolín nad Rýnem, Nemecko, SgrA

Nové Vesmír

Vědci si všimli, že hvězdy v IRS 13 se pohybují nečekaně uspořádaně. Nejprve si mysleli, že jde o neobvykle těžkou hvězdu.

Ve skutečnosti očekávali, že budou hvězdy uspořádané náhodně. Z tohoto pravidelného vzoru šlo vyvodit dva závěry. Na jedné straně se zdá, že IRS 13 interaguje se SgrA, což vede k uspořádanému pohybu hvězd. Na druhé straně musí být uvnitř hvězdokupy něco, co jí umožňuje udržovat kompaktní tvar.

Data s vysokým rozlišením však potvrdily složení stavebního bloku s černou dírou uprostřed.

Známky existence další černé díry střední hmotnosti v centru naší galaxie objevil mezinárodní tým vědců pod vedením doktora Floriana Peißkera, Ph.D., při výzkumu hvězdokupy v bezprostřední blízkosti supermasivní černé díry SgrA* (Sagittarius A) .

Dalším náznakem přítomnosti středně hmotné černé díry byla neobvykle vysoká hustota hvězdokupy, která je vyšší než u jakékoli jiné známé hvězdokupy v naší Mléčné dráze.

Analyzovaná hvězdokupa IRS 13 se nachází 0,1 světelného roku od středu naší Galaxie. To je z astronomického hlediska velmi blízko. Ale k překonání této vzdálenosti byste museli cestovat 20x tam a zpátky z jednoho konce naší sluneční soustavy na druhý.

Supermasivní černá díra

Doposud bylo v celém našem vesmíru zatím nalezeno pouze asi deset takových středně hmotných černých děr. Vědci se domnívají, že vznikly krátce po velkém třesku. Splynutím slouží jako „zárodky“ supermasivních černých děr. Vědci svou studie kinematické struktury publikovali ve vědeckém časopise The Astrophysical Journal s otevřeným přístupem.

Zdroj: Univerzita v Kolíně nad Rýnem, The Astrophysical Journal s otevřeným přístupem

Spící obr překvapil vědce mise Gaia uvnitř Mléčné dráhy

17. 4. 2024 Iveta Mauci 0 komentářů 6 min read 507 Zobrazení Astrofyzika, astronomie, černá díra, ESA, Francie, Gaia BH3, vesmírná agentura

ESA Nové TOP 10 Vesmír Země

Vědci se brodili množstvím dat z mise ESA Gaia a odhalili „spícího obra“. Velká černá díra o hmotnosti téměř 33násobku hmotnosti Slunce se ukrývala v souhvězdí Aquila, méně než 2000 světelných let od Země. Toto je poprvé, kdy byla takto velká černá díra hvězdného původu spatřena v Mléčné dráze. Doposud byly černé díry tohoto typu pozorovány pouze ve velmi vzdálených galaxiích. Tento objev zpochybňuje naše chápání toho, jak se hmotné hvězdy vyvíjejí.

Hmota v černé díře je tak hustě zabalena, že její nesmírné gravitační síle nemůže nic uniknout, dokonce ani světlo. Velká většina černých děr s hvězdnou hmotností, o kterých víme, pohlcuje hmotu od blízkého hvězdného společníka. Zachycený materiál padá na zhroucený objekt vysokou rychlostí, stává se extrémně horkým a uvolňuje rentgenové záření. Tyto systémy patří do rodiny nebeských objektů nazývaných rentgenové dvojhvězdy.

Když černá díra nemá svého společníka dostatečně blízko, aby mu mohla ukrást hmotu, nevytváří žádné světlo a je extrémně obtížné ji zaznamenat. Takové černé díry se nazývají „spící“.

V rámci přípravy na vydání dalšího katalogu Gaia, Data Release 4 (DR4), vědci kontrolují pohyby miliard hvězd a provádějí složité testy, aby zjistili, zda se děje není neobvyklého. Pohyb hvězd může být ovlivněn společníky: lehkými, jako jsou exoplanety; těžší, jako jsou hvězdy; nebo velmi těžké, jako černé díry. V rámci Gaia Collaboration jsou k dispozici specializované týmy, které vyšetřují jakékoli „zvláštní“ případy.

A právě jeden takový případ se objevil u staré obří hvězdy v souhvězdí Aquily, ve vzdálenosti 1926 světelných let od Země. Podrobnou analýzou kolísání v dráze hvězdy našli velké překvapení. Hvězda byla uzavřena v orbitálním pohybu se spící černou dírou o výjimečně vysoké hmotnosti, asi 33krát větší než Slunce.

Toto je třetí spící černá díra nalezená Gaiou a byla příhodně pojmenována „Gaia BH3“. Její objev je velmi vzrušující kvůli hmotnosti objektu. „To je ten druh objevu, který uděláte jednou za svůj výzkumný život,“ říká Pasquale Panuzzo z CNRS, z Pařížské observatoře, ve Francii, který je hlavním autorem tohoto zjištění. „Zatím byly takto velké černé díry detekovány pouze ve vzdálených galaxiích díky spolupráci LIGO–Virgo–KAGRA, a to díky pozorování gravitačních vln.“

Průměrná hmotnost známých černých děr hvězdného původu v naší galaxii je přibližně 10krát větší než hmotnost našeho Slunce. Hmotnostní rekord dosud držela černá díra v rentgenové dvojhvězdě v souhvězdí Cygnus (Cyg X-1), jejíž hmotnost se odhaduje na přibližně 20násobek hmotnosti Slunce.

„Je působivé vidět transformační dopad, který má Gaia na astronomii a astrofyziku,“ poznamenává profesorka Carole Mundell, ředitelka pro vědu ESA. „Její objevy sahají daleko za původní účel mise, kterým je vytvoření mimořádně přesné multidimenzionální mapy více než miliardy hvězd v celé naší Mléčné dráze.“

Bezkonkurenční přesnost

Vynikající kvalita dat Gaia umožnila vědcům určit hmotnost černé díry s nesrovnatelnou přesností a poskytnout nejpřímější důkaz, že černé díry v tomto hmotnostním rozsahu existují.

Astronomové čelí naléhavé otázce vysvětlení původu černých děr velkých jako Gaia BH3. Naše současné chápání toho, jak se hmotné hvězdy vyvíjejí a umírají, nevysvětluje okamžitě, jak tyto typy černých děr vznikly.

Většina teorií předpovídá, že jak stárnou, hmotné hvězdy odhazují značnou část svého materiálu prostřednictvím silných větrů; nakonec jsou částečně vyhozeny do vesmíru, když explodují jako supernovy. To, co zbylo z jejich jádra, se dále smršťuje a stává se buď neutronovou hvězdou, nebo černou dírou, v závislosti na její hmotnosti. Jádra dostatečně velká na to, aby skončila jako černé díry o hmotnosti 30násobku hmotnosti našeho Slunce, je velmi obtížné vysvětlit.

Přesto může klíč k této hádance ležet velmi blízko černé díry Gaia BH3.

Zajímavý společník

Hvězda obíhající Gaiu BH3 ve vzdálenosti asi 16krát větší než Slunce-Země je poměrně neobvyklá: starověká obří hvězda, která vznikla během prvních dvou miliard let po Velkém třesku, v době, kdy se naše galaxie začala skládat. Patří do rodiny galaktických hvězdných halu a pohybuje se opačným směrem než hvězdy galaktického disku. Její dráha naznačuje, že tato hvězda byla pravděpodobně součástí malé galaxie nebo kulové hvězdokupy, kterou před více než osmi miliardami let pohltila naše vlastní galaxie.

Společná hvězda má velmi málo prvků těžších než vodík a helium, což naznačuje, že hmotná hvězda, která se stala Gaiou BH3, mohla být také velmi chudá na těžké prvky. To je pozoruhodné. Poprvé podporuje teorii, že vysoce hmotné černé díry pozorované při experimentech s gravitačními vlnami vznikly kolapsem pravěkých hmotných hvězd chudých na těžké prvky. Tyto rané hvězdy se mohly vyvinout odlišně od hmotných hvězd, které v současnosti vidíme v naší galaxii.

Složení doprovodné hvězdy může také osvětlit mechanismus vzniku tohoto úžasného binárního systému. „Co mě zaráží, je, že chemické složení společníka je podobné tomu, které nacházíme u starých hvězd chudých na kovy v galaxii,“ vysvětluje Elisabetta Caffau z CNRS, Observatoire de Paris, která je rovněž členem spolupráce Gaia.

„Neexistuje žádný důkaz, že by tato hvězda byla kontaminována materiálem vyvrženým explozí supernovy z masivní hvězdy, která se stala BH3.“ To by mohlo naznačovat, že černá díra získala svého společníka až po svém narození, kdy ho zachytila z jiného systému.

Chutný předkrm

Objev černé díry Gaia BH3 je pouze začátek a zbývá ještě mnoho věcí, které je potřeba prozkoumat o jeho matoucí povaze. Nyní, když byla zvědavost vědců podnícena, bude tato černá díra a její společník nepochybně předmětem mnoha hloubkových studií, které přijdou.

Spolupráce na projektu Gaia narazila na tohoto „spícího obra“ při kontrole předběžných dat v rámci přípravy na čtvrté vydání katalogu Gaia. Protože je nález tak výjimečný, rozhodli se jej oznámit ještě před oficiálním zveřejněním.

Příští zveřejnění dat Gaia slibuje, že bude zlatým dolem pro studium binárních systémů a objev dalších spících černých děr v naší galaxii. „Ve srovnání s předchozím vydáním dat (DR3) jsme extrémně tvrdě pracovali na zlepšení způsobu, jakým zpracováváme specifické datové sady, takže očekáváme, že v DR4 odhalíme mnohem více černých děr,“ uzavírá Berry Holl z univerzity v Ženevě ve Švýcarsku. člen spolupráce Gaia

Co je černá díra?

Gaia je evropská mise, postavená a provozovaná vesmírnou agenturou ESA. Byla schválena v roce 2000 jako základní mise Evropské vesmírné agentury v rámci vědeckého programu ESA Horizon 2000 Plus, podporovaného všemi členskými státy ESA.

Článek byl upraven podle tiskové zprávy agentury ESA.

Nový objev nejhmotnější spící černé díry v naší galaxii

17. 4. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 0 komentářů 4 min read 725 Zobrazení černá díra, ESA, Mléčná dráha, nejhmotnější

ESA TOP 10 Vesmír

Umělecký dojem ze systému s nejhmotnější hvězdnou černou dírou v naší galaxii. ASTRONOMOVÉ NAŠLI NEJHMOTNĚJŠÍ HVĚZDNOU ČERNOU DÍRU V NAŠÍ GALAXII DÍKY KOLÍSAVÉMU POHYBU, KTERÝ VYVOLÁVÁ NA DOPROVODNÉ HVĚZDĚ. OBRAZ TOHOTO UMĚLCE UKAZUJE OBĚŽNÉ DRÁHY HVĚZDY I ČERNÉ DÍRY, NAZÝVANÉ GAIA BH3, KOLEM JEJICH SPOLEČNÉHO STŘEDU HMOTY. TOTO KOLÍSÁNÍ BYLO MĚŘENO BĚHEM NĚKOLIKA LET POMOCÍ MISE GAIA EVROPSKÉ KOSMICKÉ AGENTURY. DALŠÍ ÚDAJE Z JINÝCH DALEKOHLEDŮ, VČETNĚ VELMI VELKÉHO DALEKOHLEDU ESO V CHILE, POTVRDILY, ŽE HMOTNOST TÉTO ČERNÉ DÍRY JE 33KRÁT VĚTŠÍ NEŽ HMOTNOST NAŠEHO SLUNCE. CHEMICKÉ SLOŽENÍ DOPROVODNÉ HVĚZDY NAZNAČUJE, ŽE ČERNÁ DÍRA VZNIKLA PO KOLAPSU MASIVNÍ HVĚZDY S VELMI MALÝM POČTEM TĚŽKÝCH PRVKŮ NEBO KOVŮ, JAK PŘEDPOVÍDALA TEORIE.

Astronomové identifikovali dosud nejhmotnější hvězdnou černou díru objevenou v galaxii Mléčné dráhy. Tato černá díra byla spatřena v datech z mise Gaia Evropské vesmírné agentury, protože vyvolává zvláštní „kolísavý“ pohyb na doprovodnou hvězdu, která kolem ní obíhá. K ověření hmotnosti černé díry byla použita data z velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře (ESO’s VLT) a dalších pozemních observatoří. Hmotnost černé díry tak byla působivě 33krát větší než hmotnost Slunce.

Hvězdné černé díry vznikají kolapsem masivních hvězd a ty, které byly dosud identifikovány v Mléčné dráze, jsou v průměru asi desetkrát hmotnější než Slunce. Dokonce i další nejhmotnější známá hvězdná černá díra v naší Galaxii, Cygnus X-1, dosahuje pouze 21 hmotností Slunce, takže toto nové pozorování o hmotnosti 33 hmotností Slunce je výjimečné [1].

Je pozoruhodné, že tato černá díra je také extrémně blízko nás. Nachází se ve vzdálenosti pouhých 2000 světelných let v souhvězdí Aquily a je to druhá nejbližší známá černá díra k Zemi. Nazvaný Gaia BH3 nebo zkráceně BH3 byl nalezen, když tým zkoumal pozorování Gaia v rámci přípravy na nadcházející vydání dat. „Nikdo neočekával, že najde poblíž číhající černou díru o vysoké hmotnosti, dosud nezjištěnou,“ říká člen spolupráce Gaia Pasquale Panuzzo, astronom z Observatoire de Paris, která je součástí francouzského Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS). „To je ten druh objevu, který uděláte jednou za svůj výzkumný život.“

K potvrzení svého objevu použili spoluprácovníci projektu Gaia data z pozemních observatoří, včetně z přístroje Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES ) na VLT ESO, který se nachází v chilské poušti Atacama [2]. Tato pozorování odhalila klíčové vlastnosti doprovodné hvězdy, což spolu s daty Gaia umožnilo astronomům přesně změřit hmotnost BH3.

Astronomové našli podobně masivní černé díry mimo naši galaxii (pomocí jiné detekční metody) a domnívali se, že mohou vzniknout kolapsem hvězd s velmi malým počtem prvků těžších než vodík a helium v jejich chemickém složení. Předpokládá se, že tyto takzvané hvězdy chudé na kov ztrácejí během svého života méně hmoty, a proto jim zbývá více materiálu, aby mohly po své smrti vytvářet vysoce hmotné černé díry. Ale důkazy, které by přímo spojovaly hvězdy chudé na kovy s vysoce hmotnými černými dírami, dosud chyběly.

Hvězdy v párech mívají podobné složení, což znamená, že společník BH3 má důležitá vodítka o hvězdě, která se zhroutila a vytvořila tuto výjimečnou černou díru. Data UVES ukázala, že společník je hvězda velmi chudá na kovy, což naznačuje, že hvězda, která se zhroutila za vzniku BH3, byla také chudá na kov. Přesně jak se předpovídalo.

Výzkumná studie vedená Panuzzem je dnes publikována v Astronomy & Astrophysics. „Udělali jsme výjimečný krok a publikovali jsme tento článek na základě předběžných údajů před nadcházejícím vydáním Gaia kvůli jedinečné povaze objevu,“ říká spoluautorka Elisabetta Caffau, rovněž členka spolupráce Gaia z CNRS Observatoire de Paris. Včasné zpřístupnění dat umožní dalším astronomům začít studovat tuto černou díru hned teď, aniž by čekali na úplné zveřejnění dat, plánované nejdříve na konec roku 2025.

Další pozorování tohoto systému by mohlo odhalit více o jeho historii a o samotné černé díře. Například přístroj GRAVITY na VLT Interferometru ESO, by mohl astronomům pomoci zjistit, zda tato černá díra stahuje hmotu ze svého okolí a lépe porozumět tomuto vzrušujícímu objektu.

Poznámky

[1] Toto není nejhmotnější černá díra v naší galaxii – tento název patří Sagittarius A*, supermasivní černé díře v centru Mléčné dráhy, která má asi čtyři miliony hmotností Slunce. Ale Gaia BH3 je nejhmotnější známá černá díra v Mléčné dráze, která vznikla kolapsem hvězdy.

[2] Kromě UVES na VLT ESO se studie opírala o data z: spektrografu HERMES na Mercatorově dalekohledu provozovaném v La Palma (Španělsko) Leuvenskou univerzitou v Belgii ve spolupráci s observatoří Ženevské univerzity ve Švýcarsku; a vysoce přesný spektrograf SOPHIE na Observatoire de Haute-Provence – OSU Institut Pythéas.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, výzkum byl prezentován v článku pod nazvaném „Objev spící černé díry o sluneční hmotnosti 33 v astrometrii Gaia před vydáním“, který se objeví v Astronomy & Astrophysics.

Nově objevený astronomický objekt je přímo na hraně dvou extrémních možností

23. 1. 2024 Iveta Mauci 1 komentář 3 min read 272 Zobrazení černá díra, hodiny vesmíru, neutronové hvězdy, PSR J0514−4002E, pulsary, rotace

Nové TOP 10 Vesmír

Nebeské těleso je buď nejtěžší neutronová hvězda, nebo nejlehčí černá díra, jaká kdy byla pozorována

Astronomie je plná záhadných objektů a mezinárodní tým výzkumníků právě přidal další šťavnatý úlovek: Hustý kompaktní objekt, který byl spatřen obíhající kolem pulsaru. To samo o sobě není tak převratné, ale hmota tohoto objektu záhadná je. Je totiž v tzv. hmotové mezeře. Výzkumníci buď pozorují nejtěžší známou neutronovou hvězdu, nebo nejlehčí černou díru, píše IFL Science.

Když hvězdy, mnohem těžší než Slunce, přejdou na supernovu, mohou vytvořit dva různé typy objektů. Pokud nejsou příliš velké, zhroutí se na neutronovou hvězdu. Neutronové hvězdy jsou hvězdné objekty tvořené pouze neutrony (částice ve středu atomu s nulovým elektrickým nábojem) a mají neuvěřitelnou hustotu. Lžička hmoty neutronových hvězd má hmotnost podobnou hmotnosti hory.

Neutronové hvězdy mohou mít různé vlastnosti. Pulsary jsou typem neutronové hvězdy, která se rychle točí kolem své osy a vydává periodické pulsace. Milisekundové pulsary, jako je objekt v této studii (nazývaný PSR J0514−4002E), rotují stovkykrát za sekundu. Fungují jako jedny z nejpřesnějších hodin ve vesmíru.

Dalším hustým objektem, který může supernova vytvořit, je černá díra – objekt tak hustý, že nic, ani světlo, nemůže uniknout. Pozorování a teorie uvádějí, že nejtěžší možná neutronová hvězda má 2,2násobek hmotnosti Slunce. Očekává se, že nejlehčí černá díra bude mít asi pětkrát větší hmotnost než Slunce. Mezi tím je hmotnostní mezera , kde se očekává, že objekt bude černá díra, pokud nám něco nechybí ve fyzice neutronových hvězd.

Společník pulsaru má v tomto případě hmotnost mezi 2,09 a 2,71 násobkem hmotnosti našeho Slunce. Mohl by to být systém s pulsarem a černou dírou, nebo jeden s neutronovými hvězdami, z nichž jedna pulzuje.

„Každá možnost pro povahu společníka je vzrušující.“ Systém pulsar-černá díra bude důležitým cílem pro testování teorií gravitace a těžká neutronová hvězda poskytne nové poznatky v jaderné fyzice při velmi vysokých hustotách,“ uvedl spoluautor profesor Ben Stappers z Manchesterské univerzity v prohlášení.

Pulsar se otáčí (a tak pulsuje) 170krát za sekundu, což bylo pozorováno rádiovou observatoří MeerKAT. Studiem drobných variací tohoto rytmického signálu byli vědci schopni odhadnout vlastnosti systému. Dosažená přesnost je neuvěřitelná vzhledem k tomu, že tato dvě nebeská tělesa jsou 40 000 světelných let daleko.

„Představte si to, jako byste byli schopni vypustit téměř dokonalé stopky na oběžnou dráhu kolem hvězdy vzdálené téměř 40 000 světelných let a pak být schopni tyto dráhy načasovat s mikrosekundovou přesností,“ dodal Ewan Barr z Max Planckova institutu pro Radio Astronomy, který vedl výzkumné studium se svou kolegyní Arunimou Duttou.

Tým věří, že společník není přímým důsledkem supernovy, ale že to byly původně dvě neutronové hvězdy, které se spojily do tohoto masivního objektu.

Mohlo by se zdát zvláštní mít tři neutronové hvězdy v jednom systému, ale tento objekt je v kulové hvězdokupě. Toto je sférická sbírka hvězd s mnohem vyšší hustotou než jiná místa v galaxii, jako je naše sousedství. Je běžné, že mnoho hvězd interaguje v kulových hvězdokupách. Takové interakce pravděpodobně vedly ke vzniku neuvěřitelného objektu. A i když zatím přesně nevíme, co to je, vědci jsou odhodláni to zjistit.

„Ještě jsme s tímto systémem neskončili,“ uzavřel Arunima Dtta. „Odhalení skutečné povahy společníka bude [bude] bodem obratu v našem chápání neutronových hvězd, černých děr a čehokoli jiného, co by se mohlo skrývat v masové mezeře černé díry.“

Článek popisující tento výzkum je publikován v časopise Science

Vědci zachytili podivný rádiový signál z černé díry

3. 8. 2023 Markéta Beňovská, Mgr. 0 komentářů 2 min read 4794 Zobrazení Astrofyzika, astronomie, černá díra, signál, věda, vědci, vesmír, záhady

Fyzika-matematika Věda Vesmír Záhady Zajímavosti

Co přesně se děje v černé díře vzdálené 28 000 světelných let, je stále záhadou. Astronomové poprvé zaznamenali velmi rychlé a záhadné změny v proudu plazmatu, který vystupuje z malé černé díry. K těmto změnám dochází během zlomku sekundy a byly zjištěny pomocí rádiového signálu, který zachytil radioteleskop FAST umístěný v Číně. Výsledky studie vědci prezentovali v časopise Nature, píše Focus.

Astronomové pozorovali mikrokvasar GRS 1915+105 a díky tomu objevili něco neobvyklého. Mikrokvasary jsou zmenšené kopie kvazarů, objektů, které jsou nejjasnější ve vesmíru a vznikají v důsledku pohlcování hmoty obrovskými černými dírami v centrech galaxií. Veškerá hmota však navždy zmizí uvnitř černé díry, část z ní však unikne ven v podobě proudu plazmatu, který má velmi vysokou energii. Totéž se děje u mikrokvasarů, ale v menším měřítku.

Mikrokvasar GRS 1915+105 se skládá z černé díry o hvězdné hmotnosti, která vznikla po zániku masivní hvězdy, jež explodovala v supernově, a z obyčejné hvězdy obíhající kolem černé díry. Tento objekt se nachází 28 000 světelných let od nás.

Černá díra neustále odebírá hmotu ze svého průvodce a část této hmoty je vyvržena do vesmíru v podobě proudu plazmatu. Vědci poprvé zjistili změny energie tohoto proudu, které probíhají velmi rychle. Takové změny, které se nazývají kvaziperiodické oscilace, nebyly v rádiových vlnách podobných černých děr dosud nikdy pozorovány. Taková změna v jetu černé díry je prvním důkazem změn v takových jetech z plazmatu, ale co přesně tyto změny způsobuje, zůstává záhadou.

Díky přijímanému rádiovému signálu astronomové zjistili, že ke změnám energie v tryskách dochází každých 0,2 sekundy. Jedním z předpokladů, který vysvětluje tento zvláštní jev, je, že změny v jetu mohou být způsobeny tím, že rotace černé díry se neshoduje s rotací jejího akrečního disku. Tento disk akumuluje veškerou hmotu, která obíhá kolem černé díry, než v ní navždy zmizí.

Vědci se domnívají, že díky tomu se tryska rozkmitá a stává se jakousi kosmickou vlnou. Tryska neustále mění směr a její energie klesá. Po zlomku sekundy se však vrátí do normálu. A pak se zase vrátí do normálu.

Zároveň mohou existovat i jiná vysvětlení, takže vědci budou tento mikrokvasar, stejně jako další podobné objekty, nadále pozorovat radioteleskopem. Tato pozorování, jak vědci věří, pomohou vysvětlit tyto záhadné rádiové signály.

Supermasivní černá díra chrlí vysokoenergetický proud směrem k Zemi

27. 7. 2023 Tomáš Pokorný 4 min read 5983 Zobrazení blazary, černá díra, Einsteinova speciální teorie relativity, fyzika, Markarian 421, NASA, proud, sonda NASA IXPE, souhvězdí Ursa Major, supermasivní

Vesmír Zajímavosti

Mise NASA pozorovala supermasivní černou díru, jejíž vysoce energetický proud míří přímo k Zemi. Zatím ale nepanikařte. Jakkoli je tato kosmická událost děsivá, nachází se ve velmi bezpečné vzdálenosti asi 400 milionů světelných let.

Aktivně se živící supermasivní černé díry, včetně této, jsou obklopeny vířícími disky hmoty zvanými akreční disky, které je v průběhu času postupně vyživují. Část materiálu, který nespolknou, pak směřuje k jejich pólům, odkud je následně vyvržena rychlostí blízkou rychlosti světla neboli relativistickou rychlostí. Vzniká tak vysoce energetické a extrémně jasné elektromagnetické záření. V některých případech, jako je tomu u nejnovější múzy NASA, je tento proud namířen přímo na Zemi. Takové události jsou známé jako blazary.

Tento blazar s označením Markarian 421, který se nachází v souhvězdí Ursa Major, byl pozorován pomocí sondy NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), která byla vypuštěna v prosinci 2021. IXPE pozoruje vlastnost magnetických polí zvanou polarizace, která označuje orientaci polí. Polarizace jetu vyvrženého Markarianem 421 odhalila pro astronomy překvapení a ukázala, že v části jetu, kde dochází k urychlování částic, se nachází také magnetické pole se šroubovicovou strukturou.

Blazarské trysky se mohou táhnout vesmírem miliony světelných let, ale mechanismy, které je spouštějí, nejsou dosud dobře známy. Tyto nové objevy týkající se jetu Markarian 421 by však mohly vnést trochu světla do tohoto extrémního vesmírného jevu.

„Markarian 421 je starým známým astronomů vysokých energií,“ uvedla v prohlášení vedoucí výzkumná pracovnice stojící za objevem a astrofyzička Italské kosmické agentury Laura Di Gesu. „Byli jsme si jisti, že blazar bude pro IXPE hodnotným cílem, ale jeho objevy předčily naše nejlepší očekávání a úspěšně demonstrovaly, jak rentgenová polarimetrie obohacuje naše schopnosti zkoumat složitou geometrii magnetického pole a urychlování částic v různých oblastech relativistických jetů.“

Hlavním důvodem, proč jsou jety živících supermasivních černých děr tak jasné, je to, že částice blížící se rychlosti světla vyzařují obrovské množství energie a chovají se podle fyziky Einsteinovy speciální teorie relativity.

Výtrysky blazarů získávají k takovému jasu také další přídavek, protože jejich orientace směrem k nám způsobuje, že se vlnové délky světla spojené s jejich výtrysky „shlukují“, čímž se zvyšují jejich frekvence i energie. Je to podobné, jako když se zvukové vlny sirény blížící se sanitky „shlukují“ a zvyšují tak svou frekvenci, takže znějí více vysoko.

V důsledku těchto dvou efektů mohou blazary často zastínit kombinované světlo všech hvězd v galaxiích, ve kterých se nacházejí. Nyní IXPE použil toto světlo k vykreslení obrazu fyziky, která se odehrává v srdci jetu Markarian 421, a dokonce k určení místa původu zářícího paprsku.

Dřívější modely blazarů naznačovaly, že jsou doprovázeny šroubovitými magnetickými poli, téměř jako DNA v živých buňkách, jenže spíše jednořetězcovými než dvouřetězcovými. Co se však nepředpokládalo, byla skutečnost, že magnetická šroubovice bude hostit oblasti, kde jsou částice urychlovány.

Družice ve tvaru písmene T ve vesmíru

Umělecké vyobrazení observatoře IXPE ve vesmíru, která pozoruje vesmír v rentgenovém záření.

„Předpokládali jsme, že směr polarizace se může měnit, ale na základě předchozích optických pozorování mnoha blazarů jsme se domnívali, že velké rotace budou vzácné,“ řekl spoluautor výzkumu a fyzik z Massachusettského technologického institutu Herman Marshal. „Proto jsme naplánovali několik pozorování blazaru, přičemž první z nich ukázalo konstantní polarizaci ve výši 15 %.“

Ještě pozoruhodnější je, že analýza dat IXPE ukázala, že polarizace jetu mezi prvním a druhým pozorováním klesla na 0 %. To týmu ukázalo, že magnetické pole se otáčí jako vývrtka.

„Poznali jsme, že polarizace byla ve skutečnosti přibližně stejná, ale její směr doslova udělal obrat a během dvou dnů se otočil o téměř 180 stupňů,“ řekl Marshall. „Během třetího pozorování, které začalo o den později, nás pak znovu překvapilo, že směr polarizace se nadále otáčí stejnou rychlostí.“

Během těchto manévrů měření elektromagnetického záření v podobě optického, infračerveného a rádiového světla neprokázala žádný vliv na stabilitu a strukturu samotného jetu, i když se rentgenové emise měnily. To naznačovalo, že rázová vlna putuje podél stočeného magnetického pole z Markarian 421.

Náznaky takového jevu byly kdysi pozorovány v jetu jiného blazaru, jehož svědkem byl IXPE, Markarian 501, ale nová zjištění týmu představují jasnější důkaz, že spirální magnetické pole skutečně přispívá k putující rázové vlně, která urychluje částice jetu na relativistické rychlosti.

Tým, který stojí za touto prací, hodlá pokračovat ve studiu Markariana 421 a také identifikovat další blazary, aby našel některé s podobnými vlastnostmi ve snaze odhalit mechanismus, který pohání extrémní a jasné výtrysky charakteristické pro tyto jevy.

„Díky IXPE nastává vzrušující doba pro studium astrofyzikálních jetů,“ uzavřel Di Gesu.

Výzkum týmu byl publikován v pondělí (17. července) v časopise Nature Astronomy.

Co se stane, když spadnete do černé díry?

7. 7. 2023 Aneta Chábová 5 min read 455 Zobrazení černá díra, mrazivá představa, pád, špagetování, vesmír

Věda Vesmír Zajímavosti

Na slovním spojení „černá díra“ je něco mrazivého. Naznačuje nicotu, vyvolává pocity nebezpečí a naráží na něco, co by nás mohlo vtáhnout dovnitř a uvěznit. Podle BBC to je místo, kde čas nic neznamená, s ohromujícími vlastnostmi, které se snažíme pochopit.

Co je to černá díra? Jak může být něco, co je v podstatě „neviditelné nic“, tak důležité a tak mocné? Je to všechno o gravitaci a přitažlivosti černých děr, která je činí tak zajímavými.

Jak jsou tvořeny?

Černé díry vznikají z malých, hustých zbytků jader mrtvých hvězd. Pokud je hmotnost jádra větší než přibližně trojnásobek hmotnosti Slunce, gravitační síla převáží všechny ostatní síly, zbytek se zhroutí a vznikne černá díra.

Černé díry jsou objekty s extrémní hustotou a množství hmoty, které mají, znamená, že mají tak velkou gravitační sílu, že v nich uvízne i světlo. Astronomové se domnívají, že většina spirálních a eliptických galaxií má ve svých středech černé díry.

Existují tři typy černých děr

Černé díry s hvězdnou hmotností jsou nejmenší. Jejich hmotnost se pohybuje mezi 1 a 100násobkem hmotnosti Slunce. Vznikají po zhroucení středu velké hvězdy, což způsobí supernovu (výbuch hvězdy). Největší, tzv. supermasivní černé díry, mohou mít hmotnost milionkrát, ne-li miliardkrát větší než hmotnost Slunce. Předpokládá se, že tento typ černých děr dosahuje své obrovské velikosti splynutím s jinými černými dírami a také pohlcením hvězd. Středně hmotné černé díry jsou třetí kategorií, která – jak název napovídá – spadá někam mezi předchozí dvě. Stále jsou trochu záhadou, protože jich bylo objeveno jen několik

Proč jsou důležité?

Nejenže černé díry vysvětlují zdánlivě chaotický pohyb některých hvězd a pomáhají pochopit naši galaxii, ale představují pro vědce novou oblast fyziky. Einsteinova obecná teorie relativity6 říká, že hmota deformuje čas a prostor a vytváří to, čemu říkáme gravitace.

Když se podíváme do středu černé díry – do „singularity“ – je to složitější. Síly, které tam působí, jsou tak obrovské, že se věda nemůže shodnout na tom, co se stane dál. Einsteinova obecná teorie relativity říká, že když je hmota vtažena do černé díry, její informace se zničí – ale kvantová mechanika říká, že k tomu nemůže dojít. Černé díry jsou proto neuvěřitelným teoretickým hřištěm pro astrofyziky a matematiky, kteří se snaží obě teorie sladit.

Černé díry nabízejí odborníkům testovací pole pro základní teorie, které vysvětlují fungování vesmíru.

Můžeme je vidět?

Černé díry mají tak obrovskou gravitační sílu, že jim neunikne ani světlo, takže je nelze přímo vidět. V důsledku toho se místo běžných teleskopů používají obrovské radioteleskopy a detektory gravitačních vln.

Černé díry lze lokalizovat podle jejich vlivu na okolí. Nasávají plyn, prach a hvězdy, které se přehřívají a vyzařují záření, které pak můžeme „vidět“ jako tepelný obraz. V dubnu 2019 byl poprvé pořízen snímek černé díry a jejího stínu v galaxii Messier 87, která je součástí kupy galaxií v Panně, a to pomocí dalekohledu Event Horizon Telescope, což je soustava osmi pozemních radioteleskopů speciálně navržených k pořizování snímků černých děr.

Co by se stalo, kdybyste do černé díry spadli?

Popravdě řečeno, prognóza není moc optimistická, ať už si vyberete jakýkoli druh černé díry. Pokud byste hrdinně skočili do černé díry s hvězdnou hmotností, vaše tělo by bylo vystaveno procesu zvanému „špagetování“ (ne, opravdu je to tak). Gravitační síla černé díry by vás stlačila odshora až k patě a zároveň by vás roztáhla… tedy špagetovala.

Supermasivní černá díra má o něco méně strašlivý účinek, takže si představme, že se rozhodnete pro jednu z nich, abyste udělali obrovský skok pro lidstvo a vědecký výzkum.

Sagittarius A* (vyslovuje se „hvězda Střelce A“ a zkráceně se označuje jako Sgr A*) je supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy, jejíž průměr se odhaduje na 44 milionů km a která obsahuje přibližně 4,31 milionu hmotností Slunce. Vaše cesta do samotného Střelce A* začne poté, co překročíte horizont událostí, tedy bod, odkud není návratu. Zevnitř byste viděli ven, ale nikdo by vás nemohl vidět, protože by na vás dopadalo veškeré světlo. Dobrou zprávou je, že ačkoli je gravitační přitažlivost mnohem silnější než u menších černých děr, roztahující slapová síla je menší, což znamená, že se neproměníte ve špagety. Ale špatná zpráva je, že byste se nemohli dostat ven.

..nebo byste mohli? No, vaše naděje spočívá v teorii „bílých děr“. Zjednodušeně řečeno, pokud černá díra nasává věci dovnitř, pak je bílá díra zase vyplivuje ven – ať už je to kdekoli – a obě jsou spojeny mezidimenzionálním tunelem, známým jako červí díra. Nebo se také předpokládá, že pokud budete čekat dostatečně dlouho, černá díra se stejně změní v bílou.

Předpokládá se, že tento proces bude trvat miliardy let, ale není důvod se znepokojovat. Proč? Inu, díky intenzivním gravitačním silám uvnitř by se pro vás zrychlil čas – takže by bylo po všem během několika milisekund. Samozřejmě, v současné době se jedná pouze o teorii.

Závěrem

Vzhledem k tomu, že jen v naší galaxii se nachází 100 milionů černých děr s hvězdnou hmotností, a že naše vlastní galaxie, Mléčná dráha, má ve svém středu supermasivní černou díru tak obrovskou, že by se vešla na oběžnou dráhu Merkuru – je možná načase, abychom se o těchto záhadných jevech začali dozvídat více. Přinejmenším pro případ, že bychom se někdy ocitli v situaci, kdy do jedné z nich spadneme.

NASA varuje před nekontrolovatelnou supermasivní černou dírou

30. 5. 2023 Iveta Mauci 1 min read 535 Zobrazení černá díra, NASA, nekontrolovatelná, supermasivní, varování

Nové TOP 10 Vesmír

NASA náhodně objevila supermasivní černou díru závodící mezi galaxiemi. Objev byl učiněn pomocí Hubbleova teleskopu, 7. dubna, napsal server MEDIUM. Podle NASA ještě nikdo nic podobného neviděl. Odhaduje se, že Černá díra váží 20 milionů sluncí a hřmí vesmírem rychlostí milionů mil za hodinu. Supermasivní černá díra by cestovala ze Země na Měsíc za 14 minut. Naštěstí je však tato děsivá bestie vzdálená přes 11 miliard světelných let.

Předpokládá se, že černá díra byla vyvržena ze své galaxie před 50 miliony let. Astronomové předpovídají, že se galaxie srazila se 2 dalšími galaxiemi, obě se supermasivními černými dírami. Předpokládá se, že srážka galaxií poslala k sobě 3 černé díry. Vznikla tak síla, která způsobila uvolnění jedné ze supermasivních černých děr z její galaxie. Černá díra nyní cestuje vesmírem jako nejrychleji se pohybující černá díra, která kdy byla pozorována.

Černá díra za sebou zanechává stopu nově zrozených hvězd o délce 200 000 světelných let, což je dvojnásobek průměru Mléčné dráhy. Černá díra se pohybuje přes hustá plynová a prachová mračna, ale rychlost, kterou se pohybuje, jí brání je absorbovat. V důsledku toho se plyn a prach mění ve hvězdy, tento jev nebyl nikdy předtím viděn.

Objev NASA bude sledován pomocí teleskopu Jamese Webba, který nám umožní lépe porozumět detailům tohoto záhadného procesu. Další údaje o původu tohoto objevu shromáždí rentgenová observatoř NASA Chandra. Více můžete vidět přečtením tohoto výzkumného článku.

100 výtrysků černých děr mířících na Zemi rozpoutalo kontroverzní fyzikální teorii

19. 5. 2023 Adam Walko 5 min read 304 Zobrazení blazary, černá díra, fyzikální experimenty

Nové Vesmír Zajímavosti

Astronomové využívají 100 nově objevených supermasivních černých děr jako laboratoř pro extrémní fyzikální experimenty

Těmto černým dírám se přezdívá „blazary“, protože vystřelují explozivní proudy hmoty a záření přímo na Zemi, píše SPACE.com. Extrémní prostředí černých děr je ideální pro testování fyziky až na hranici jejích možností, uvedl jeden z autorů studie ve svém prohlášení.

„Poskytují nám příležitost ke studiu teorií relativity, k lepšímu pochopení chování částic při vysokých energiích, ke studiu potenciálních zdrojů kosmického záření, které přichází sem na Zemi, a ke studiu vývoje a vzniku supermasivních černých děr a jejich výtrysků,“ uvedl Abe Falcon, vedoucí skupiny astrofyziky vysokých energií na Penn State, v prohlášení z 10. května).

Blazary startují, když část hmoty obklopující supermasivní černou díru nepadá na její povrch, ale směřuje k pólům černé díry rychlostí blížící se rychlosti světla. Protože aktivita trysek přímo souvisí s tím, jak supermasivní černé díry nabírají hmotu, odhalení tohoto jevu by mohlo ukázat, jak tito vesmírní titáni rostou do hmotností odpovídajících milionovým nebo dokonce miliardovým hodnotám Slunce.

„Protože tryska blazaru míří přímo na nás, můžeme je pozorovat z mnohem větší vzdálenosti než jiné systémy černých děr, podobně jako se baterka jeví nejjasnější, když se na ni díváte přímo,“ uvedl ve stejném prohlášení hlavní autor výzkumu a postgraduální student astronomie a astrofyziky na Pensylvánské univerzitě Stephena Kerbyho. „Studium blazarů je vzrušující, protože jejich vlastnosti nám umožňují odpovědět na otázky týkající se supermasivních černých děr v celém vesmíru.“

Tým objevil nové blazary při pozorování neklasifikovaných vysokoenergetických kosmických emisí pomocí dalekohledů. Tyto nově identifikované blazary jsou slabé ve srovnání s typickými příklady těchto silných kosmických objektů, které mohou často zastínit kombinované světlo všech hvězd v galaxii, která je hostí. Slabší blazary umožnily týmu ověřit kontroverzní teorii obklopující emise blazarů, nazývanou „blazarní sekvence“.

Blazary vyzařují světlo v celém elektromagnetickém spektru, od nízkoenergetického světla, jako jsou rádiové vlny, až po extrémně energetické gama záření. Spektrum světla blazarů má však tendenci dosahovat vrcholu ve dvou specifických vlnových délkách: ve vlnových délkách gama záření a v rozsahu vlnových délek s nižší energií. (Přesná vlnová délka těchto vrcholů se u jednotlivých blazarů liší a může se měnit v čase.)

Tento graf ukazuje polohu 150 blazarů (zelené tečky) použitých ve studii z roku 2012. Více než 100 dalších bylo odhaleno v novějším úsilí publikovaném v roce 2023.

Teorie posloupnosti blazarů předpovídá, že u jasných blazarů bude pík s nižší energií více směřovat k červenému (nebo nižšímu energetickému konci) elektromagnetického spektra než stejný pík u slabších blazarů. Pozorování, která by tuto teorii potvrdila, však bylo obtížné získat.

„S našimi v současnosti provozovanými dalekohledy je ve skutečnosti velmi obtížné detekovat a klasifikovat blazary s nižšími energetickými píky – červenými -, které jsou zároveň slabé, zatímco je mnohem snazší tyto blazary najít, když jsou jejich píky na vyšších energiích nebo když jsou jasné,“ řekl Falcone.

Novější výzkum si naopak klade za cíl začít „zkoumat posloupnost blazarů tím, že se ponoří hlouběji do nižších jasností jak nízkoenergetických, tak vysokoenergetických blazarů s píkem,“ dodal.

Černé díry a blazary jsou pro vědce extrémními fyzikálními laboratořemi.

Tým prozkoumal katalog zdrojů gama záření detekovaných Fermiho velkoplošným teleskopem a našel vysokoenergetické emise, které dosud nebyly spojeny s nízkoenergetickým píkem ze stejného zdroje. Pro každý blazar pozorovaný v záření gama našli astronomové protějšek emise v rentgenovém, ultrafialovém nebo viditelném světle detekované observatoří Swift Neila Gehrelse. Získání dat z archivu Swift pomohlo týmu charakterizovat světlo 106 nových slabých blazarů.

„Pozorování teleskopu Swift nám umožnila určit polohu těchto blazarů s mnohem větší přesností než pouze pomocí dat z Fermiho teleskopu,“ vysvětlil Kerby. „Spojení všech těchto emisních dat spolu se dvěma novými technickými přístupy nám pomohlo určit, kde v elektromagnetickém spektru se u každého z blazarů vyskytuje nízkoenergetický pík.“

Při hledání pomohlo strojové učení (forma umělé inteligence) a fyzikální modelování, které potvrdily, že vzorek slabých blazarů obecně dosahuje vrcholu v modrém světle s vyšší energií.

V budoucnu se tým pokusí využít tento soubor dat k předpovědím blazarů, které jsou zatím příliš slabé na to, aby je astronomové mohli přímo detekovat.

„Stále existuje tisíc Fermiho neasociovaných zdrojů, pro které jsme nenašli žádný rentgenový protějšek, a je poměrně bezpečný předpoklad, že mnoho z těchto zdrojů jsou také blazary, které jsou prostě příliš slabé v rentgenovém záření, než abychom je mohli detekovat,“ řekl Kerby.

Tato budoucí studie by mohla týmu umožnit také další testování posloupnosti blazarů. Nová práce by také mohla ukázat sílu magnetického pole blazaru a rychlost pohybu nabitých částic v něm, řekl Kerby.

„Je důležité vždy pracovat na rozšiřování našich datových souborů, abychom se dostali ke stále slabším a slabším zdrojům, protože díky tomu jsou naše teorie úplnější a méně náchylné k selhání v důsledku neočekávaných zkreslení,“ řekl postgraduální student. „Těším se na nové teleskopy, které budou v budoucnu zkoumat ještě slabší blazary.“

Výzkum týmu byl přijat k publikaci v časopise Astrophysical Journal a byl publikován na předtiskovém serveru arXiv, dne 3. května.

Země zachytila podivné infračervené paprsky: Poselství vesmíru se zachvělo

9. 5. 2023 Tomáš Pokorný 2 min read 426 Zobrazení černá díra, hvězdotvorné galaxie, infračervené paprsky, poselství vesmíru, supermasivní

Nové TOP 10 Vesmír

(CNN) – Z dat kosmické lodi NEOWISE NASA byla právě „objevena“ zcela neobvyklá data, která odhalují jeden z nejničivějších jevů ve vesmíru, trvající déle než rok. Podle Science Alert je NEOWISE infračervený vesmírný dalekohled používaný k pozorování komet a asteroidů, píše NLD.com.

Hlavní autor nové studie, astrofyzik Christos Panagiotou z Kavliho institutu pro Astrofyziku na Massachusettské univerzitě technologie (MIT – USA), popisuje, že světelný zdroj se začal objevovat neobvykle od roku 2014.

Ale jeho data z let 2014-2015 odhalila brilantního a tajemného „ducha“ jménem WTP14adbjsh: NEOWISE sám to viděl, většina jeho současníků byla „slepá“!

Země zachytila podivné infračervené paprsky: Poselství vesmíru se zachvělo - Fotografie 1.

Do roku 2015 dosáhla velmi vysoké jasnosti, poté se začala vracet do předchozího tmavého stavu.

Vědci se pokusili porovnat další soubory dat stejného vzdušného prostoru, shromážděné mezinárodními průzkumnými misemi MAXI (rentgen) a ASAS-SN (optické), které odhalily objekt, který není v těchto typech světla vůbec viditelný.

Prostřednictvím mnoha analýz zjistili, že „duch“ je světlo z extrémně ničivé události černé díry, která pohltí hvězdy (TDE). V něm byla masivní hvězda roztržena vertikální slapovou silou z černé díry, než byla zcela pohlcena.

„Zabiják“ byl identifikován jako supermasivní černá díra, kterou astronomové často nazývají monstrózní černá díra – galaxie NGC 7392, která se nachází 137 milionů světelných let od Země.

Tato vzdálenost je pouze čtvrtinou rekordní vzdálenosti dříve detekované TDE, což znamená, že vědci detekovali událost TDE nejblíže Zemi vůbec – dostatečně daleko, samozřejmě. Nejsme ovlivněni.

Přesněji řečeno, je to vzácný TDE zaznamenaný v galaxii tvořící hvězdy. Je možné, že k této události stále dochází, ale ve srovnání se starými galaxiemi jsou mladé hvězdotvorné galaxie často pokryty hustým prachem, což ztěžuje pozorování podobných událostí.

Měření ukazují, že tato monstrózní černá díra má hmotnost asi 30 milionů Sluncí.

Mimořádný objev: Vesmírem se řítí černá díra, táhne s sebou „společníky“

19. 4. 2023 Adam Walko 1 min read 417 Zobrazení černá díra, Hubbleův vesmírný dalekohled, ohon hvězd

Nové TOP 10 Vesmír

Byla pozorována supermasivní černá díra, která se pohybuje mezigalaktickým prostorem. Táhne za sebou gigantický ohon hvězd a hvězdotvorného materiálu, píše WP Tech. Tento zajímavý objev byl „náhodou“ pozorován Hubbleovým vesmírným dalekohledem.

„Díval jsem se na snímky z HST a viděl jsem malou šmouhu. Myslel jsem, že to bylo kosmické záření, které způsobilo zkreslení obrazu. Ale když jsme odstranili kosmické záření, šmouha tam stále byla. A nevypadalo to jako něco, co už jsme viděli,“ přiznal Pieter van Dokkum z Yalské University.

Supermasivní černá díra se řítí rychlostí 1 650 000 kilometrů za hodinu a za ní je ocas o hmotnosti více než 20 milionů slunečních hmot. Hmota je materiálem nezrozených hvězd a je dlouhá až 200 000 světelných let. Je tedy dvakrát delší než průměr Mléčné dráhy a sahá od černé díry k její hostitelské galaxii, ze které se vynořila.

Mimořádný objev

Samozřejmě je nemožné pozorovat samotnou černou díru, ale astronomové mohou vidět účinky její interakce. Hubbleův vesmírný dalekohled tak pořídil snímek „hvězdného ohonu“ s galaxií RCP 28, vzdálenou 7,5 miliardy světelných let, na jednom konci a velmi jasnou oblastí na druhém.

Vědci se domnívají, že pozorovaná jasná skvrna je akreční disk (vířící struktura tvořená prachem a plynem) kolem černé díry, neboli plyn, který byl zahřát na vysoké teploty vysokou rychlostí. „Plyn v čele černé díry se zahřívá rázovou vlnou generovanou černou dírou, která se pohybuje nadzvukovou rychlostí,“ vysvětlil Pieter van Dokkum.

Jak to, že se černá díra pohybovala tak rychle? Vědci se domnívají, že její cesta začala asi před 39 miliony let v důsledku srážky tří galaxií. Jedna z černých děr převzala určitou hybnost od ostatních dvou a byla vyvržena z galaxie. Další dva byli pravděpodobně odhozeni v protisměru. Pozorování výzkumníků dále vysvětluje video níže.

Záhadný objekt byl vtažen do supermasivní černé díry Mléčné dráhy

17. 3. 2023 Adam Walko 3 min read 401 Zobrazení černá díra, gravitační síla, Mléčná dráha, podivný objekt, X7

TOP 10 Vesmír

Astronomové se domnívají, že protáhlý objekt je oblak prachu a plynu vyvržený při srážce dvou hvězd, který je vtahován černou dírou

Do supermasivní černé díry, která leží v srdci Mléčné dráhy, je vtahován záhadný protáhlý objekt. Po prostudování dvou desetiletí pozorování objektu, který dostal označení „X7“, se vědci nyní domnívají, že se může jednat o oblak prachu a plynu vyvržený při srážce dvou hvězd. Gravitační síla centrální černé díry Mléčné dráhy – Sagittarius A* – časem X7 roztáhla. V příštích několika desetiletích se oblak zcela roztrhne a jeho složky spadnou do černé díry, napsal server Express.

Autorka článku a astrofyzička Dr. Anna Ciurlo z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) uvedla: „Žádný jiný objekt v této oblasti neprokázal tak extrémní vývoj.

„Zpočátku měl tvar komety a lidé si mysleli, že tento tvar možná získal díky hvězdnému větru nebo výtryskům částic z černé díry. „Ale když jsme ho sledovali po dobu 20 let, viděli jsme, že se stále více prodlužuje. Něco muselo tento oblak nasměrovat na jeho zvláštní cestu s jeho zvláštní orientací.“

Záhadný protáhlý objekt je vtahován do supermasivní černé díry Mléčné dráhy

Odhaduje se, že X7 má hmotnost asi 50krát větší než Země a sleduje dráhu kolem Sagittariusu A*, která by mu trvala 170 let. Podle týmu je však pravděpodobné, že mrak bude zničen mnohem dříve.

Střelec A*

Spoluautor článku a astrofyzik, profesor Mark Morris, rovněž z Kalifornské univerzity v Los Angeles, řekl: „Předpokládáme, že silné slapové síly, které působí na galaktickou černou díru, nakonec roztrhají X7 ještě předtím, než dokončí jeden oběh.“

Podle týmu vykazuje X7 některé stejné vlastnosti jako jiné podivné prachové objekty obíhající kolem Sagittarius A* – takzvané „objekty G“, které vypadají jako plyn, ale chovají se spíše jako hvězdy.

Tvar i rychlost X7 se však mění mnohem rychleji než u objektů G. Jak se oblak zrychluje směrem k supermasivní černé díře, dosahuje ve skutečnosti rychlosti až 700 mil za sekundu. Podle doktora Ciurla je takový druh splynutí dvojice hvězd, o kterém se předpokládá, že mohl vytvořit X7, v blízkosti černých děr velmi častý.

Na snímku: Obr: Sagittarius A*, supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy. Na základě současné trajektorie se očekává, že X7 se k Sagittarius A* přiblíží na nejbližší oběžnou dráhu kolem roku 2036 a poté se po spirále přiblíží k černé díře a zmizí.

*Sagittarius A* je supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy.*

Vysvětlila: „Jednou z možností je, že plyn a prach z X7 byly vyvrženy v okamžiku splynutí dvou hvězd.

„Při tomto procesu se sloučená hvězda ukryje uvnitř obalu z prachu a plynu, což by mohlo odpovídat popisu objektů G a vyvržený plyn možná vytvořil objekty podobné X7.

„Jedná se o velmi chaotický proces. X7 by mohl být prach a plyn vyvržený ze sloučené hvězdy, který je stále někde venku.“

Infografika o černých dírách

Jedním ze spoluautorů studie je astronom Randy Campbell, vedoucí vědeckých operací na Keckově observatoři na Havaji. Řekl: „Je vzrušující pozorovat významné změny tvaru a dynamiky X7 v takovém detailu v relativně krátkém časovém měřítku, jak gravitační síly supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy ovlivňují tento objekt.

„Studie může být provedena pouze s využitím vynikajících možností Kecku a provedena na velmi zvláštním a uctívaném objektu Mauna Kea, se ctí a úctou k Mauně.“

Úplné výsledky studie byly zveřejněny v časopise The Astrophysical Journal.

Vědci spatřili ve vesmíru bizarní oblak plynu, který má tvar pulce

19. 2. 2023 Iveta Mauci 1 min read 418 Zobrazení černá díra, Tadpole, záhadný oblak

Nové TOP 10 Vesmír

*Tato ilustrace ukazuje „Tadpole“ a možnou černou díru.*

Záhadný oblak dostal výstižnou přezdívku „Tadpole“ a údajně obíhá kolem „tmavého objektu“, ale nikdo si není zcela jistý, co to je. Obrázek na kterém je zobrazen nejen objekt Tadpole, ale možná také černá díra, píše TheSUN.

Podle jedné z teorií je záhadným objektem černá díra. Tým japonských vědců pod vedením Miyukiho Kaneko z univerzity Keio se domnívá, že podezřelá černá díra by mohla být 100 000krát hmotnější než Slunce.

Svou teorii publikovali v časopise Astrofyzikální časopis. V článku je Tadpole popsán jako „izolovaný, zvláštní kompaktní oblak“.

Vědci to vysvětlují takto: „Prostorová kompaktnost Tadpole a absence jasných protějšků v jiných vlnových délkách naznačují, že by objekt mohl být černou dírou střední hmotnosti.“

Tadpole má prý unikátní tvar, a protože je objekt takovou záhadou, bude vyžadovat další výzkum.

Nachází se asi 27 000 světelných let daleko v souhvězdí Střelce. Pokud skrývá černou díru, znamená to, že máme v Mléčné dráze novou.

Největší z nich, o které víme, je supermasivní Sagittarius A*.

Někteří vědci tvrdí, že tato černá díra pomalu pohlcuje Mléčnou dráhu, ale domnívají se, že Země je v dohledné době před její přitažlivostí v mimořádném bezpečí.

Gaia BH1: Astronomové odkryli nejbližší černou díru k Zemi

11. 11. 2022 Petr Kovanda 2 min read 548 Zobrazení černá díra, detekce, Ophiuchus, souhvězdí, spící

Nové TOP 10 Vesmír

Astronomové využívající Mezinárodní observatoř Gemini odkryli nejbližší známou černou díru k Zemi. Je to také první jednoznačná detekce spící černé díry s hvězdnou hmotností v Mléčné dráze. Jeho těsná blízkost k Zemi, která je vzdálená pouhých 1600 světelných let, nabízí zajímavý cíl studia, který nám pomůže lépe pochopit vývoj binárních systémů.

Naštěstí pro nás je to spící černá díra a je asi 10krát hmotnější než naše Slunce, které se nachází asi 1600 světelných let daleko v souhvězdí Ophiuchus. Černá díra je podle výzkumníků třikrát blíže k Zemi než předchozí nejbližší černá díra, která byla spatřena v souhvězdí Monoceros. Ve skutečnosti je tak blízko, že astronomické centrum NOIRLab Národní vědecké nadace říká, že je doslova na našem „kosmickém dvorku“, napsal SciTechDaily.

„Ačkoli bylo zjištěno mnoho detekcí systémů jako je tento, téměř všechny tyto objevy byly následně vyvráceny.“ Toto je první jednoznačná detekce hvězdy podobné Slunci na široké oběžné dráze kolem černé díry o hvězdné hmotnosti v naší galaxii.“

Výzkumníci při prosévání dat Gaia narazili na hvězdu velmi podobnou té naší, která měla zřetelné kolísání, jako by ji něco táhlo, což se nakonec ukázalo jako spící černá díra.

Astrofyzik Kareem El-Badry v prohlášení NOIRLab vysvětlil: "Vezměte sluneční soustavu, dejte černou díru tam, kde je Slunce, a Slunce tam, kde je Země, a dostanete tento systém."

Spící černé díry je obtížné odhalit, protože v přírodě nejsou příliš aktivní. Člen týmu Gaia Tineke Roegiers dodal: „Jediným důvodem, proč mohla být tato černá díra nalezena, byla schopnost Gaie vidět polohu hvězdy (která kolem ní obíhá) s tak vysokou přesností. Tato pozice kolísá, když se hvězda pohybuje kolem černé díry.“

Později se astronomové obrátili na Gemini North Telescope provozovaný NOIRLab na Havaji, který astronomům umožnil získat přesná měření oběžné dráhy hvězdy spatřené Gaiou. výzkumníci nenašli žádný věrohodný astrofyzikální scénář, který by vysvětloval pozorovanou dráhu systému, který nezahrnuje alespoň jednu černou díru.

Pro nevědomé se takové černé díry tvoří po kolapsu masivní hvězdy, takže Gaia BH1 a její doprovodná hvězda v podstatě tvoří binární systém. Vznik a vývoj systému stále zůstává záhadou. Podle astronomů je jeho existence těžko vysvětlitelná standardními binárními modely evoluce.

Foto: ESO
Co je to za duhovou bublinu uprostřed vesmíru?
$galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway$ Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Fermilab přepisuje fyziku magnetické anomálie v „prázdném“ prostoru
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Temná hmota se možná vyskytuje ve dvou skupenstvích a proto není všude

Schopnosti ohýbání mysli: Odhalování bizarních kvantových vlastností černých děr

8. 11. 2022 Adam Walko 2 min read 331 Zobrazení bizarní vlastnosti, černá díra, kvantová fyzika

Nové Technologie TOP 10

Bizarní kvantové vlastnosti černých děr, včetně jejich schopnosti mít různé hmotnosti současně, byly potvrzeny fyziky z University v Queensland

Tým teoretických fyziků provedl výpočty, které odhalily překvapivé kvantové jevy černé díry. Výzkum vedl UQ, který vedl kandidát na doktorát Joshua Foo. „Černé díry jsou neuvěřitelně unikátní a fascinující rys našeho vesmíru,“ řekl pan Foo. „Vznikají, když gravitace stlačuje obrovské množství hmoty neuvěřitelně hustě do malého prostoru, čímž vytváří tolik gravitační síly, že nemůže uniknout ani světlo,“ napsal SciTechDaily.

„Je to fenomén, který může spustit umírající hvězda. Ale až dosud jsme nezkoumali hlouběji, zda černé díry vykazují některé z podivných a úžasných chování kvantové fyziky.

„Jedním z takových chování je superpozice, kdy částice v kvantovém měřítku mohou existovat ve více stavech současně. Nejčastěji to ilustruje Schrödingerova kočka, která může být mrtvá i živá současně.

„Ale u černých děr jsme chtěli zjistit, zda mohou mít současně velmi odlišné hmotnosti, a ukázalo se, že mají.“

„Představte si, že jste široký a vysoký, stejně jako malý a hubený zároveň, je to situace, která je intuitivně matoucí, protože jsme ukotveni ve světě tradiční fyziky.

„Ale to je realita pro kvantové černé díry.“

„Vesmír nám odhaluje, že je stále podivnější, tajemnější a fascinující, než si většina z nás kdy dokázala představit.“ — doktorka Magdalena Zych

K odhalení tohoto jevu ohýbání mysli vyvinul tým fyziků matematický rámec, který nám umožňuje „umístit“ částici mimo teoretickou černou díru překrytou hmotou.

Hmotnost byla zkoumána specificky, protože je určujícím znakem černé díry a protože je pravděpodobné, že kvantové černé díry by přirozeně měly superpozici hmoty.

Spoluvedoucí výzkumu, Dr. Magdalena Zychová, řekla, že výzkum ve skutečnosti posiluje dohady průkopníků kvantové fyziky.

„Naše práce ukazuje, že velmi rané teorie Jacoba Bekensteina, americko-izraelského teoretického fyzika, který zásadním způsobem přispěl k založení termodynamiky černých děr, byly závislé na penězích,“ řekla.

„Předpokládal, že černé díry mohou mít pouze hmotnosti určitých hodnot, to znamená, že musí spadat do určitých pásem nebo poměrů, tak například fungují energetické hladiny atomu.

„Naše modelování ukázalo, že tyto superponované hmotnosti byly ve skutečnosti v určitých určených pásmech nebo poměrech, jak předpověděl Bekenstein.

„Nepředpokládali jsme, že by se tam nějaký takový vzor dostal, takže skutečnost, že jsme našli tento důkaz, byla docela překvapivá.“

„Vesmír nám odhaluje, že je podivnější, tajemnější a vždy fascinující, než si většina z nás kdy dokázala představit.“

Výzkum byl publikován v časopise Physical Review Letters.

Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Trysky černé díry mají nesmírnou sílu, výkon odpovídá energii 10 000 Sluncí
Foto: Estonská univerzita biologických věd/Kristina Haan/Tiskový zdroj EurekAlert
První klonované hříbě úspěšného sportovního koně

Jak víme, že černé díry skutečně existují? Máme důkazy

29. 9. 2022 Tomáš Pokorný 7 min read 527 Zobrazení Albert Einstein, černá díra, důkazy, Galaxie, teorie relativity, vesmír

Technologie Vesmír Zajímavosti

Ze všech vzdálených konceptů v astronomii mohou být černé díry nejpodivnější. Oblast vesmíru, kde je hmota stlačena tak pevně, že nic, ani samotné světlo, nemůže uniknout, představují tato temná monstra docela děsivou vyhlídku. Vzhledem k tomu, že se v nich hroutí všechna normální fyzikální pravidla, je lákavé zavrhnout černé díry jako sci-fi. Přesto existuje spousta důkazů – přímých i nepřímých – že ve vesmíru skutečně existují, napsal Live Science.

Einsteinova „robustní předpověď“

Jako teoretickou možnost černé díry předpověděl v roce 1916 Karl Schwarzschild, který je shledal jako nevyhnutelný důsledek Einsteinovy obecné teorie relativity. Jinými slovy, pokud je Einsteinova teorie správná – a všechny důkazy tomu naznačují – pak černé díry musí existovat. Následně je postavili na ještě pevnější půdu Roger Penrose a Stephen Hawkung, kteří podle univerzity v Cambridgi ukázali, že jakýkoli objekt, který se zhroutí do černé díry, vytvoří singularitu, kde se zhroutí tradiční fyzikální zákony. To se stalo tak široce akceptovaným, že Penrose získal podíl na Nobelově ceně za fyziku v roce 2020 „za objev, že tvorba černých děr je robustní předpověď obecné teorie relativity.“

Záblesky gama

Podle NASA se ve 30. letech 20. století indický astrofyzik Subramanian Chandrasekhar podíval na to, co se stane s hvězdou, když spotřebuje veškeré své jaderné palivo. Zjistil, že konečný výsledek, závisí na hmotnosti hvězdy. Pokud je tato hvězda opravdu velká, řekněme 20x hmotnost Slunce, pak její husté jádro, které samo může být třikrát nebo vícekrát větší než hmotnost Slunce, se podle NASA zhroutí až do černé díry. Poslední kolaps jádra se děje neuvěřitelně rychle, během několika sekund, a uvolňuje obrovské množství energie ve formě gama záblesku. Tento výbuch může vyslat do vesmíru tolik energie, kolik obyčejná hvězda vyzařuje za celý svůj život. A teleskopy na Zemi zachytily mnoho z těchto výbuchů, z nichž některé pocházejí z galaxií vzdálených miliardy světelných let, takže můžeme skutečně vidět, jak se rodí černé díry.

Gravitační vlny

*Umělcův dojem gravitačních vln. Černé díry, které se navzájem obíhají, vytvářejí v časoprostoru vlnky, které se šíří směrem ven jako gravitační vlny.*

Černé díry neexistují vždy izolovaně, někdy se vyskytují ve dvojicích a obíhají kolem sebe. Když se tak stane, gravitační interakce mezi nimi vytvoří vlnění v časoprostoru, které se šíří směrem ven jako gravitační vlny – další předpověď Einsteinovy teorie relativity. S observatořemi, jako je Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory a Virgo, jsme nyní schopni tyto vlny detekovat. První objev, zahrnující spojení dvou černých děr, byl oznámen již v roce 2016 a od té doby bylo učiněno mnoho dalších. Se zlepšující se citlivostí detektoru jsou kromě slučování černých děr zjišťovány i další vlny generující události – jako je srážka mezi černou dírou a neutronovou hvězdou, která se odehrála daleko za naší vlastní galaxií ve vzdálenosti 650 milionů až 1,5 miliardy světelných let od Země, uvedla Live Science.

Neviditelný společník

*Obraz ukazuje oběžné dráhy objektů v trojitém systému HR 6819.*

Krátkodobé události s vysokou energií, které produkují záblesky gama a gravitační vlny, mohou být viditelné v polovině pozorovatelného vesmíru, ale po většinu svého života budou černé díry ze své podstaty téměř nedetekovatelné. Skutečnost, že nevyzařují žádné světlo ani jiné záření, znamená, že by se mohly skrývat v našem kosmickém sousedství, aniž by si toho astronomové uvědomovali. Existuje však jeden spolehlivý způsob, jak odhalit, a to prostřednictvím jejich gravitačních účinků na jiné hvězdy. Při pozorování obyčejně vyhlížejícího binárního systému nebo dvojice obíhajících hvězd, známé jako HR 6819 v roce 2020, si astronomové všimli zvláštností v pohybu dvou viditelných hvězd, které by bylo možné vysvětlit pouze tehdy, pokud tam byl třetí, zcela neviditelný objekt. Když zjistili jeho hmotnost – nejméně čtyřikrát větší než Slunce – vědci věděli, že zbývá pouze jediná možnost. Musela to být černá díra – dosud nejblíže objevená k Zemi, pouhých tisíc světelných let daleko uvnitř naší vlastní galaxie.

Rentgenové vidění

*Černá díra Cygnus X-1 stahuje materiál z masivní modré doprovodné hvězdy.*

První pozorovací důkaz černé díry se objevil v roce 1971 a také pocházel z binárního hvězdného systému v naší vlastní galaxii. Systém nazvaný Cygnus X-1 produkuje některé z nejjasnějších rentgenových paprsků vesmíru. Ty nevycházejí ze samotné černé díry ani z její viditelné doprovodné hvězdy – která je podle NASA obrovská, 33krát větší než naše Slunce. Spíše je hmota neustále odstraňována z obří hvězdy a vtahována do akrečního disku kolem černé díry, a právě z tohoto akrečního disku je podle NASA vyzařováno rentgenové záření. Stejně jako u HR 6819 mohou astronomové použít pozorovaný pohyb hvězd k odhadu hmotnosti neviditelného objektu v Cygnus X-1. Nejnovější výpočty stanovily, že temný objekt má 21 hmotností Slunce soustředěných do tak malého prostoru, že to nemůže být nic jiného než černá díra.

Supermasivní černé díry

*Ve středu naší galaxie je supermasivní černá díra v oblasti známé jako Sagittarius A.*

Kromě černých děr, které vznikly kolapsem hvězd, důkazy naznačují, že supermasivní černé díry, každá o hmotnosti miliónů nebo dokonce miliard slunečních hmot, číhají v centrech galaxií od počátku historie vesmíru, uvedla Live Science. V případě takzvaných aktivních galaxií jsou důkazy pro tyto těžké váhy velkolepé. Podle NASA jsou centrální černé díry v těchto galaxiích obklopeny akrečními disky, které produkují intenzivní záření na všech vlnových délkách světla. Máme také důkazy, že naše vlastní galaxie má ve svém středu černou díru. Je to proto, že vidíme hvězdy v této oblasti svištět kolem tak rychle – až 8% rychlosti světla – že musí obíhajít něco extrémně malého a masivního. Současné odhady uvádějí centrální černou díru Mléčné dráhy někde kolem 4 milionů hmotností Slunce.

Špagetování

Dalším důkazem o existenci černých děr je… špagetizace. Možná se divíte, co je to špagetizace? To se stane, když spadnete do černé díry, a to je docela samovysvětlující. Extrémní gravitační silou černé díry se roztáhnete na tenká vlákna. Naštěstí se to vám nebo někomu, koho znáte, pravděpodobně nestane, ale může to být osud hvězdy, která se zatoulá dostala příliš blízko k supermasivní černé díře, uvedla Live Science. V říjnu 2020 byli astronomové svědky tohoto rozpadu – nebo alespoň viděli záblesk světla z nešťastné hvězdy, když byla roztrhána na kusy. Naštěstí ke špagetování nedošlo nikde poblíž Země, ale v galaxii vzdálené 215 milionů světelných let.

A konečně — přímý obraz

Doposud jsme měli spoustu přesvědčivých nepřímých důkazů o černých dírách: výbuchy záření, gravitační vlny nebo dynamické efekty na jiná tělesa, které nemohly být vytvořeny žádným jiným objektem známým vědě. Ale konečný úspěch přišel v dubnu 2019 v podobě přímého snímku supermasivní černé díry v centru aktivní galaxie Messier 87. Tato úžasná fotografie byla pořízena dalekohledem Event Horizon Telescope – trochu zavádějící název, protože se skládá z velké sítě dalekohledů roztroušených po celém světě, nikoli z jediného přístroje. Podle NASA platí, že čím více dalekohledů se může zúčastnit a čím větší jsou jejich rozmístění, tím lepší je výsledná kvalita obrazu. Výsledek jasně ukazuje tmavý stín černé díry o hmotnosti 6,5 miliardy sluneční hmoty proti oranžové záři jejího okolního akrečního disku.

Zdroj: Livescience

Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Trysky černé díry mají nesmírnou sílu, výkon odpovídá energii 10 000 Sluncí
Foto: Estonská univerzita biologických věd/Kristina Haan/Tiskový zdroj EurekAlert
První klonované hříbě úspěšného sportovního koně
Foto: Ilustrační_myshion/Pixabay
Světlo uvnitř těla? Tohle je nová technologie nejen ultrazvuku, má to ale háček
Foto: ESO
Co je to za duhovou bublinu uprostřed vesmíru?
$galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway$ Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Fermilab přepisuje fyziku magnetické anomálie v „prázdném“ prostoru
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Temná hmota se možná vyskytuje ve dvou skupenstvích a proto není všude

Flash je jedním z nejúčinnějších krátkodobých záblesků gama, jaké byly kdy pozorovány

6. 8. 2022 Iveta Mauci 1 min read 480 Zobrazení černá díra, gama, plutomium, unikátní dosvit, záblesk, zlato

TOP 10 Zajímavosti

Radioastronomové zachytili unikátní dosvit masivní výbušné události ve vzdáleném vesmíru

Jeden z nejsilnějších záblesků na obloze, který je výsledkem srážky hvězdy a neutronové hvězdy, byl poprvé pozorován radioastronomií o milimetrových vlnových délkách a nabízí bezprecedentní pohled na jednu z nejnásilnějších událostí ve vesmíru, napsal server Independent.

Výzkumný tým vedený Northwestern University v Illinois a Radboud University v Nizozemsku použil Atacama Large Millimeter/submilimeter Array neboli radioteleskop ALMA v Chile k zachycení dosvitu GRB 211106A, krátkého záblesku gama záření (GRB) určeného k pocházejí z galaxie vzdálené 20 miliard světelných let.

„Tento krátký záblesk gama paprsků byl pozorován poprvé od chvíle, co jsme se pokusili pozorovat takovou událost pomocí radioteleskopu ALMA,“ uvedl profesor fyziky a astronomie na severozápadě Wen-fai Fong v prohlášení. „Dosvit pro krátké dávky je velmi obtížné získat, takže bylo úžasné tuto událost zachytit tak jasně zářící.

Dr. Fong je jedním z mnoha autorů studie o pozorování, která bude zveřejněna v nadcházejícím čísle časopisu Astrophysical Journal Letters a je nyní dostupná online v akademickém archivu předtisků arxiv.org.

GRB jsou silné záblesky gama záření, ke kterým dochází, když se masivní hvězdy zhroutí do černých děr nebo když se husté neutronové hvězdy v binárním systému spojí s jejich doprovodnými hvězdami a vytvoří černou díru, což je intenzivní kataklyzmatická událost, o které se předpokládá, že vytváří většinu těžších prvků v vesmíru, jako je zlato a plutonium.

Zdroj: Independent

Vědci našli tajemství zrodu prvních černých děr ve vesmíru

3. 8. 2022 Tomáš Pokorný 4 min read 474 Zobrazení černá díra, tajemství zrodu, vesmír

Nové Zajímavosti

20letá hádanka o tom, jak se zrodila nejstarší monstra ve vesmíru, byla možná právě vyřešena

Vypěstovat supermasivní černou díru trvá dlouho, i když je velmi žravá a pořád jí. Takže to, jak supermasivní černé díry miliardkrát těžší než Slunce vznikly během první miliardy let vesmíru, je trvalou hádankou. Nová práce mezinárodního týmu kosmologů však nabízí odpověď: toky studené hmoty, tvarované tajemnou temnou hmotou, silové černé díry zrozené ze smrti gigantických prahvězd, napsal server Independent.

„Existuje recept na vytvoření černé díry o hmotnosti 100 000 slunečních hmotností při narození, a to je primordiální hvězda o hmotnosti 100 000 slunečních hmotností,“ řekl listu The Independent Daniel Whalen, kosmolog z University of Portsmouth. „V dnešním vesmíru jsou jediné černé díry, které jsme objevili, všechny vznikly kolapsem hmotných hvězd.“ To znamená, že minimální hmotnost černé díry musí být pravděpodobně alespoň tři až čtyři hmotnosti Slunce.“

Ale propast je obrovská mezi hvězdou o hmotnosti 4 slunečních paprsků a hvězdou o hmotnosti 100 000 slunečních paprsků, „hypergiantní“ hvězdou, která, pokud by byla vycentrována na Slunce, by sahala až k oběžné dráze Pluta. Dr. Whalen řekl, že za posledních 20 let se velká část výzkumu kvasarů raného vesmíru – velmi jasných center galaxií poháněných supermasivními černými dírami – soustředila na jemně vyladěný soubor podmínek, které by umožnily vznik tak hmotné prvotní hvězdy.

Ale v novém článku publikovaném v časopise Nature Dr. Whalen a jeho kolegové používají superpočítačové modelování kosmické evoluce, aby ukázali, že spíše než aby se vyvíjely ze sady velmi zvláštních okolností, hyperobří prahvězdy se formují a zhroutí do „semínek“ kvasary zcela přirozeně ze souboru počátečních podmínek, které, i když jsou stále relativně vzácné, jsou mnohem méně choulostivé. A vše začíná temnou hmotou.

„Pokud se podíváte na celkový obsah, říkejme tomu celkový hmotnostní energetický obsah vesmíru, 3 procenta z toho jsou ve formě hmoty, které rozumíme,“ řekl Dr. Whalen – hmota složená z protonů a neutronů a elektronů, vodíku helium a tak dále. Ale „24 procent je ve formě temné hmoty a víme, že tam je kvůli pohybu galaxií a kup galaxií, ale nevíme, co to je.“

To znamená, že se zdá, že temná hmota interaguje s normální hmotou pouze prostřednictvím gravitace a gravitace temné hmoty je tím, co vytvořilo největší strukturu vesmíru: kosmickou síť. Brzy ve vesmíru se obrovské rozlohy temné hmoty zhroutily do dlouhých vláken pod svou vlastní vahou, řekl Dr. Whalen, a táhli s sebou normální hmotu, čímž vytvořili síť vláken a jejich průniků.

Galaxie a hvězdy by se nakonec vytvořily uvnitř vláken a zejména v průsečíkech vláken bohatých na hmotu.

„Nazýváme je hala, kosmologická hala,“ řekl Dr. Whalen o průsecích, „a myslíme si, že se tam poprvé vytvořily prvotní hvězdy.“

Předchozí uvažování tvrdilo, že k vytvoření dostatečně velké primordiální hvězdy, která by zrodila supermasivní černou díru a vytvořil kvasar během první miliardy let vesmíru, by halo muselo narůst do masivních rozměrů za zvláštních podmínek: žádné další hvězdy nejsou příliš blízko. tvorba molekulárního vodíku, aby se plyn chladil, a nadzvukové toky plynu udržující halo turbulentní. Dokud je halo dostatečně chladné a turbulentní, nemůže dostatečně koherovat, aby se vznítilo jako hvězda, čímž se prodlouží fáze růstu, dokud se nakonec nezrodí v obrovské velikosti.

A jakmile se masivní hvězda zapálí, prožije svůj život, vyhoří a zhroutí se do černé díry, musí mít přístup k velkému množství plynu, aby se stala supermasivní, řekl Dr. Whalen, „protože způsob, jakým černá díra roste, polykání plynu“.

Simulace Dr. Whalena a jeho kolegů však namísto toho, aby vyžadovala jemně vyladěné podmínky pro vytvoření masivní hvězdy a nakonec i masivní černé díry, naznačuje, že studený plyn proudící do halo z vláken vesmírné sítě definovaných temnou hmotou by mohl nahradit velké množství nezbytných faktorů pro vznik prvotních hvězd u starších modelů.

„Pokud chladné akreční toky podporují růst těchto hal, musí do nich bušit,“ řekl Dr. Whalen, „buší do nich tolik plynu tak rychle, že turbulence by mohly bránit tomu, aby se plyn zhroutil a vytvořil primordiální hvězdu. “

Když simulovali takové halo napájené studenými akrečními toky, vědci viděli, jak se tvoří dvě hmotné prvotní hvězdy, jedna o hmotnosti 31 000 sluncí a druhá o hmotnosti 40 000 sluncí. Semena supermasivních černých děr.

„Bylo to krásně jednoduché. Problém na 20 let zmizel přes noc,“ řekl Dr. Whalen. Kdykoli budete mít studené proudy pumpující plyn do halo v kosmické síti, „budete mít tolik turbulencí, že získáte supermasivní tvorbu hvězd a masivní tvorbu semen, která vytvoří masivní kvasarové semeno“.

Je to nález, který se shoduje s počtem dosud pozorovaných kvasarů v raném vesmíru, dodal s tím, že velká hala v této rané epoše jsou vzácná, stejně jako kvasary.

Nová práce je však simulací a vědci by dále chtěli skutečně pozorovat vznik kvasaru raného vesmíru ve volné přírodě. Díky novým přístrojům, jako je vesmírný dalekohled Jamese Webba, se to může relativně brzy stát realitou.

„Webb bude mocný, aby jednu viděl,“ řekl Dr. Whalen, když možná sledoval zrod černých děr během jednoho nebo dvou milionů let od Velkého třesku.

Zdroj: Independent

Černá díra Mléčné dráhy poskytuje dlouho hledaný test Einsteinovy obecné teorie relativity

26. 7. 2022 Adam Walko 3 min read 497 Zobrazení Albert Einstein, černá díra, Einstein, teorie relativity

Technologie TOP 10 Zajímavosti

Když hvězda S2 prochází kolem černé díry v galaktickém centru, silné gravitační pole způsobí, že se její světlo posune směrem k červeným koncům spektra (umělecký dojem). Kredit: ESO/M. Kornmesser

Deset let probíhající pozorování potvrzuje předpovědi o tom, jak se světlo chová v obrovském gravitačním poli

Astronomové zachytili obří černou díru v centru naší galaxie, jak roztahuje světlo vyzařované obíhající hvězdou, téměř tři desetiletí poté, co začali hvězdu poprvé sledovat. Dlouho hledaný jev, známý jako gravitační rudý posuv, byl předpovězen Einsteinovou obecnou teorií relativity, ale až dosud nebyl nikdy detekován v okolí černé díry, napsal server Nature.

„Je to další velký krok v přiblížení se k pochopení černé díry,“ říká Heino Falcke, astronom z Radboud University v nizozemském Nijmegenu, který se na výzkumu nepodílel. „To je prostě úžasné, vidět tyto efekty.“

Tým vedený Reinhardem Genzelem z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku v Garchingu v Německu dnes oznámil objev na tiskové konferenci a výsledky oznámil v Astronomy & Astrophysics. Skupina zahrnuje vědce z univerzit a výzkumných institucí v Německu, Francii, Portugalsku, Švýcarsku, Nizozemsku, Spojených státech a Irsku.

Genzel a jeho kolegové sledovali cestu této hvězdy, známé jako S2, od počátku 90. let. Pomocí dalekohledů na Evropské jižní observatoři v Chile jej vědci sledují, jak se pohybuje po eliptické dráze kolem černé díry, která leží 26 000 světelných let od Země v souhvězdí Střelce. Černá díra s hmotností 4 milionykrát větší než Slunce generuje nejsilnější gravitační pole v Mléčné dráze. To z něj dělá ideální místo pro lov relativistických efektů.

Dne 19. května tohoto roku proletěla S2 tak blízko, jako kdy jindy, k černé díře. Vědci sledovali dráhu hvězdy pomocí přístrojů včetně GRAVITY, interferometru, který kombinuje světlo ze čtyř 8metrových dalekohledů a který byl uveden do provozu v roce 2016. „S našimi měřeními jsou dveře do fyziky černých děr dokořán,“ říká člen týmu Frank Eisenhauer, astronom z Institutu Maxe Plancka.

Časosběrný záznam pozorování z dalekohledu Evropské jižní observatoře v Chile ukazující hvězdy obíhající kolem centrální černé díry Mléčné dráhy po dobu 20 let.

GRAVITY měřila pohyb S2 po obloze; Nejrychleji se hvězda pohybovala rychlostí více než 7 600 kilometrů za sekundu, tedy téměř 3% rychlosti světla. Mezitím jiný přístroj studoval, jak rychle se S2 pohybovala směrem k Zemi a od ní, když procházela kolem černé díry. Kombinace pozorování umožnila Genzelovu týmu detekovat gravitační rudý posuv hvězdy – který popisuje, jak je její světlo nataženo na delší vlnové délky obrovskou gravitační silou černé díry. Takový jev je v souladu s předpověďmi obecné teorie relativity.

„To, co jsme naměřili, už Newton nemůže popsat,“ říká Odele Straub, astrofyzik z pařížské observatoře. Budoucí pozorování S2 by mohla potvrdit další Einsteinovy předpovědi, například jak rotující černá díra s sebou táhne časoprostor.

„Jejich data vypadají nádherně,“ říká Andrea Ghez, astronomka z Kalifornské univerzity v Los Angeles, která vede konkurenční tým, který pomocí Keckových teleskopů na Havaji měří dráhu hvězdy kolem galaktického středu.

Úplný oběh kolem černé díry S2 trvá 16 let, takže obě skupiny netrpělivě očekávaly letošní těsný průlet. Ghez ale říká, že její tým plánuje se zveřejněním výsledků počkat až do konce roku. Ze tří zásadních událostí roku 2018 se zatím odehrály pouze dvě.

V dubnu dosáhla S2 své maximální rychlosti v přímé viditelnosti ze Země. V květnu se nejblíže přiblížila ke galaktickému středu. A koncem srpna a začátkem září zpomalí na svou minimální rychlost v linii viditelnosti ze Země. „Trvalo nám 20 let, než jsme se dostali do tohoto okamžiku,“ říká Ghez. „Počkáme na konec průchodu, dokud hvězda neskončí se vším, co bude dělat.“

S2 již začala zpomalovat ve směru své cesty při pohledu ze Země, když se blíží třetí událost. A jak americké, tak evropské týmy to bedlivě sledují. „Jsme v háji,“ říká Ghez. „Je to super vzrušující.“

Zdroj: Nature

Vědci pořídili snímek erupce černé díry o velikosti 16 úplňků

22. 6. 2022 Iveta Mauci 4 min read 318 Zobrazení 16 úplňků, Austrálie, černá díra, erupce

Nové Technologie Zajímavosti

Vědci 23. prosince 2021 oznámili, že použili dalekohled Murchison Widefield Array (MWA) ve vnitrozemí Západní Austrálie k vytvoření dosud nejkomplexnějšího snímku erupce černé díry v galaxii Centaurus A. Tato galaxie obsahuje nejbližší aktivně se živící supermasivní černou díru k Zemi. Eruptivní rádiová bublina z černé díry zabírá délku 16 úplňků na naší obloze, přestože je vzdálená 12 milionů světelných let. Píše server earthsky.org.

Jak černá díra pohlcuje hvězdy a prach v této vzdálené galaxii, vytváří výtrysky, které vystřelují materiál rychlostí blízkou světla a vytvářejí obří rádiové bubliny. Rádiové bubliny jsou dlouhé 8 stupňů (měsíc v úplňku zabírá půl stupně) a jsou staré stovky milionů let.

Recenzovaný časopis Nature Astronomy zveřejnil studii s rádiovou mapou Kentaura A 22. prosince 2021.

Nová mapa ukazuje erupci černé díry

Curtinova observatoř v Austrálii provozuje radioteleskopy Murchison Widefield Array. Benjamin McKinley z Curtinovy univerzity byl hlavním autorem nové studie, která vytvořila mapu černých děr. McKinley popsal mapu:

Tyto rádiové vlny pocházejí z materiálu nasávaného do supermasivní černé díry uprostřed galaxie. Tvoří disk kolem černé díry, a když se hmota roztrhne na kusy a přiblíží se k černé díře, na obou stranách disku se vytvoří silné výbuchy, které vymršťují většinu materiálu zpět do vesmíru na vzdálenosti pravděpodobně větší než milionů světelných let. Předchozí rádiová pozorování nedokázala zvládnout extrémní jas jetů a detaily větší oblasti obklopující galaxii byly zkreslené, ale náš nový snímek tato omezení překonává.

Centaurus A je obří eliptická galaxie s aktivní černou dírou v jádru. Tento snímek mapuje galaxii v rádiových vlnových délkách a odhaluje, že laloky sahají daleko za hranice viditelné galaxie. Galaxie v optických vlnových délkách zabírá malý prostor blízko středu. Protože tento obrázek je z rádiových vln a ne z optických, tečky, které vidíte, nejsou hvězdy v popředí. Jsou to rádiové galaxie ve vzdáleném vesmíru.

Centaurus A, nejbližší rádiová galaxie k nám

Centaurus A nebo NGC 5128 je eliptická galaxie, která je nejbližší rádiovou galaxií naší vlastní Mléčné dráze. Vzhledem k tomu, že je relativně blízko Země, je pro astronomy dobrým cílem pro studium aktivní supermasivní černé díry v jejím jádru. Tato černá díra obsahuje hmotnost asi 55 milionů sluncí a má neuvěřitelné výtrysky vystřelující až 1,8 milionu světelných let v rozsahu.

McKinley řekl:

Zejména od Centaura A se můžeme hodně naučit, už jen proto, že je tak blízko a můžeme ho vidět tak podrobně. Nejen na rádiových vlnových délkách, ale i na všech ostatních vlnových délkách světla. V tomto výzkumu jsme byli schopni zkombinovat rádiová pozorování s optickými a rentgenovými daty, abychom mohli lépe porozumět fyzice těchto supermasivních černých děr.

Tento obrázek Kentaura A je kombinací vlnových délek. Modrá je rádiová plazma, která interaguje s plynem emitujícím rentgenové záření (oranžová) a studeným neutrálním vodíkem (fialová). Červená ukazuje mraky vyzařující H-alfa a hlavní optická část galaxie leží mezi dvěma nejjasnějšími rádiovými kuličkami. Na této fotografii, na rozdíl od té výše, jsou tečky hvězdy v popředí v Mléčné dráze.

Tvorba rádiových trysek

Co se děje v této galaxii při vytváření ohromných výtrysků? Massimo Gaspari z italského Národního institutu pro astrofyziku uvedl, že jejich studie potvrdila teorii nazvanou „chaotická studená akrece“. Gaspari vysvětlil :

V tomto modelu oblaka studeného plynu kondenzují v galaktickém halu a prší dolů do centrálních oblastí a živí supermasivní černou díru. Černá díra spuštěná tímto deštěm energicky reaguje vypouštěním energie zpět prostřednictvím rádiových trysek, které nafukují velkolepé laloky, které vidíme na snímku MWA. Tato studie je jednou z prvních, která tak podrobně zkoumala vícefázové „počasí“ CCA [Chaotic Cold Accretion] v celém rozsahu měřítek.

McKinley popsal, jak je střed galaxie jasný, kde je většina aktivity a energie, a:

… pak je to slabší, když jdeš ven, protože energie se ztratila. Existují však zajímavé rysy, kde nabité částice znovu zrychlily a interagují se silnými magnetickými poli.

Vědci se těší, až se o Centauru A dovědí více, až bude online největší radioteleskop na světě, Square Kilometer Array.

Zdroj: earthsky.org