observatoř | Svět2000

Vědci mají dosud nejvyšší rozlišení černých děr z povrchu Země

28. 8. 2024 Iveta Mauci 4 min read 513 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

Iveta Mauci

localhost/wp

Observatoř ALMA objevila nové planety

19. 5. 2023 Tomáš Pokorný 1 min read 419 Zobrazení ALMA, observatoř, Proxima, Proxima Centauri

Nové TOP 10 Vesmír

Observatoř ALMA, velký milimetrový radioteleskop Atacama, v Chile objevila oblak hvězdného prachu kolem naší sousední hvězdy Proxima Centauri. Série pozorování odhalila záři chladného oblaku, který je od Proximy vzdálen o vzdálenost odpovídající jedné až čtyřem délkám mezi Zemí a Sluncem, píše Svět Poznání.

A co je nejdůležitější, nová data rovněž naznačují možnou přítomnost dalšího chladného pásu plynu a prachu v blízkosti Proximy Centauri a dokonce i složitého multiplanetárního systému.

Je známo, že Proximu obíhá jedna planeta podobná Zemi, Proxima b. Planetu sousedního systému objevili astronomové v loňském roce. Ukázalo se však, že tento systém skrývá hned několik planet. Nová pozorování observatoře ALMA odhalila záření z oblaku chladného kosmického plynu a prachu v okolí hvězdy.

„Prach kolem Proximy je důležitý, protože po objevu Proximy b je hlavním znakem složitého planetárního systému, a ne pouze jedné planety.“- vysvětluje autor studie Gale Anglada z Astrofyzikálního ústavu v Andalusii (CSIC).

Prachový pás se skládá ze zbytků hmoty, která nebyla využita při vzniku velkých objektů, zejména planet. Takové shluky zahrnují jak malé prachové částice, tak obrovské bloky, podobné planetkám o průměru několika kilometrů.

Vědci zjistili, že otevřený pás se nachází ve vzdálenosti několika milionů kilometrů od hvězdy a má teplotu přibližně -230 °C. Stejná teplota by měla být i v Kuiperově pásu, který zahrnuje sluneční soustavu.

Soubor dat, která ALMA získala, rovněž naznačuje přítomnost dalšího útvaru v soustavě Proximy, druhého, chladného pásu. Přibližné výpočty ukázaly, že jeho vzdálenost může být desetkrát větší, ale jeho povaha a původ vědce zajímají neméně.

Oba pásy jsou od centrální hvězdy Proxima Centauri mnohem dále než objevená planeta Proxima b. Ta obíhá ve vzdálenosti čtyř milionů kilometrů od svého slunce.

Astronomové budou soustavu Proxima i nadále sledovat. Podle spoluautora studie Pedra Amada je to, co nyní viděli, “ jen předkrm před tím, co přijde příště“.

Tomáš Pokorný

Byla objevena galaxie smrti

12. 3. 2023 Adam Walko 2 min read 434 Zobrazení Chandra, ESA, galaxie smrti, Hvězda smrti, observatoř

Nové TOP 10 Vesmír

Impozantní „Hvězda smrti“, která ničí celé planety supersilným paprskem, existuje pouze ve Star Wars. Ale v obrovském vesmíru nejsou o nic méně úžasné objekty, které mohou zničit celé planetární systémy a dokonce i malé galaxie. Jedním z nich je rádiový zdroj Pivotets A, jehož podrobné studie byly dlouhodobě prováděny s pomocí orbitální rentgenové observatoře Chandra, napsal First post.

Rádiovým zdrojem je velká galaxie nacházející se ve vzdálenosti asi 500 milionů světelných let. V jeho středu je supermasivní černá díra, která aktivně pohlcuje hmotu ze svého okolí. Při dopadu na něj se uvolní obrovské množství energie ve formě elektromagnetického záření všech spektrálních rozsahů, od rádiových vln až po gama záření. Tato energie přispívá ke vzniku dvou silných opačně nasměrovaných výtrysků (jetů), skládajících se z částic vymrštěných do mezigalaktického prostoru téměř rychlostí světla.

K získání detailních snímků výtrysků využili astronomové schopnosti dalekohledu Chandra. V průběhu 15 let (od roku 2000 do roku 2015) bylo uskutečněno 14 pozorovacích sezení v celkové délce téměř 129 hodin. Na zobrazeném obrázku jsou rentgenová data v modré barvě kombinována s informacemi z australského radioteleskopu ATCA (červeně). Studiem strukturních detailů identifikovaných v obou pásmech chtějí vědci lépe porozumět mechanismům, které vedou ke vzniku obřích vysokoenergetických emisí.

Výtrysk směřující napravo od galaktického jádra (viditelný jako kulatá bílá skvrna blízko středu snímku) se jeví jako jasnější díky relativistickým efektům. Vykazuje souvislou záři v rentgenovém rozsahu spektra po celé své délce, což je asi 300 tisíc světelných let. To je asi trojnásobek průměru naší Mléčné dráhy.

Vzhledem k relativní blízkosti galaxie Pictorial A a vysokému rozlišení observatoře Chandra se vědcům zpřístupnily jemné detaily struktury jetu, což umožňuje testovat hypotézy původu rentgenové emise takového předmětu. V průběhu výzkumu byly získány jasné důkazy o existenci protiproudu nasměrovaného opačným směrem, tzn. nalevo od galaktického jádra. Jeho přítomnost byla předpovězena teoreticky, ale až nová pozorování přinesla konečné jasno.

Studie vlastností obou výtrysků, zaznamenaná teleskopem Chandra v systému Pivorects A, naznačuje, že jejich rentgenová emise nejspíše vzniká pohybem elektronů se zrychlením ve spirále kolem magnetických siločar (tzv. synchrotron záření). V tomto případě, aby bylo možné reprodukovat pozorovaný vzor, musí elektrony neustále „zrychlovat“ po celé délce jetu. Jak přesně k tomu dojde, není dosud zcela jasné.

Bylo také možné zcela vyloučit další možný mechanismus vzniku vysokoenergetického záření, který zahrnuje interakci mezi fotony reliktního mikrovlnného pozadí a supervysokorychlostními elektrony samotného jetu. V tomto případě by jas ejekce v rentgenovém záření měl záviset na energii elektronů a intenzitě záření pozadí. Vypočtená hodnota jasu se však v tomto případě ukázala být menší než pozorovaná.

Adam Walko

NASA našla nejstarší částici vesmíru, k objevu pomohla létající observatoř SOFIA

8. 9. 2022 Iveta Mauci 1 min read 414 Zobrazení mlhovina, molekuly, NASA, nejstarší, observatoř, SOFIA, Svět

Nové Zajímavosti

Americká vesmírná agentura NASA učinila převratný objev. Byla nalezena molekula, která byla prvním prvkem našeho světa. Byla v mlhovině vzdálené 3000 světelných let, napsal WPtech.

Podle předpokladů vědců vznikla první molekula asi 100 000 let po velkém třesku. První molekulou byl iont hydridu helia (HeH +). Jeho vlastnosti pomohly ochladit vesmír před extrémními teplotami vytvořenými velkým třeskem. Tak vedl ke vzniku prvních hvězd.

Až donedávna neexistovalo žádné potvrzení výše uvedených slov. Důkazy se objevily v nedávné studii o přírodě. K jejich získání NASA použila Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Jak název napovídá, jedná se o observatoř umístěnou ve stratosféře. Jak ale umístit dalekohled několik kilometrů nad Zemí?

SOFIA – létající observatoř

Musíte použít letadlo. SOFIA není nic jiného než dalekohled umístěný na Boeingu 737SP. Jde tedy o největší létající observatoř na světě. SOFIA právě dokázala nejen to, jak vypadal počátek vesmíru, ale také to, že NASA udělala skvělou investici. Jednalo se o první studii provedenou v této rovině.

„Průvodní částice“ – jak ji NASA nazývá, byla objevena 3000 světelných let od Země. Konkrétně v nitru mlhoviny NGC 7027. Je to pozůstatek hvězdy o velikosti našeho slunce.

Objev NASA prokázal, že hydrid hélia ve vesmíru může existovat. Potvrzuje tak teorii vědců o prvních letech vesmíru a jeho vývoji. SOFIA od NASA létá už dlouho, ale až nyní se podařilo detekovat původní molekulu. Je to díky možnosti doplňovat létající observatoř pokaždé o nové vybavení. Tentokrát k objevu přispěl přístroj SOFIA’s German Receiver at Terahertz Frequencies (GREAT).

Zdroj: WPtech

Foto: HoAnneLo/Pixabay
Nová aerosolová technika ochlazování planety umí využít běžné dopravní letadlo jako je Boeing 777F
Foto: myshoun/Pixabay
Není voda jako voda, podle vědců má dvě tváře
Foto: ESO/L. Calçada
Vesmír opět překvapil. Je to důkaz, že „Tatooine“ existuje? Zvláštní planeta obíhá kolmou dráhu 90° kolem dvojice hvězd

Iveta Mauci

localhost/wp

white dome building under blue sky during daytime

Havajské zákony by mohly prolomit roky trvající astronomickou slepou uličku

16. 7. 2022 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 4 min read 368 Zobrazení astronomie, Havaj, Mauna Kea, megateleskop, observatoř, svatá půda

Technologie TOP 10

Skupina, včetně domorodých Havajanů, bude nyní spravovat horu Maunakea, kde se střetla práva domorodců a astronomie

Stát Havaj nastavil nový způsob, jak spravovat horu Maunakea, na jejímž vrcholu se nachází mnoho astronomických observatoří světové úrovně. Zákon podepsaný havajským guvernérem dne 7. července zbavuje Havajskou univerzitu její role hlavního orgánu dohlížejícího na území, na kterém jsou dalekohledy umístěny, a dává tuto odpovědnost nově založené skupině s mnohem širším zastoupením komunity, včetně původních obyvatel Havaje, napsal server Nature.

Mnozí doufají, že posun označí cestu vpřed pro astronomii na Havaji. Od roku 2015 někteří domorodí obyvatelé Havaje občas blokují cestu na vrchol, především proto, aby zabránili zahájení výstavby třicetimetrového dalekohledu (TMT). Observatoře nové generace, která bude mít obrovské zrcadlo shromažďující světlo, aby bylo možné provádět astronomické objevy. Sit-ins podnítily rozsáhlé diskuse o právech domorodých národů mít slovo při správě pozemků, které jsou pro ně posvátné, ale které byly využívány pro účely včetně vědy.

Nová autorita Maunakea zapojí původní obyvatele Havaje do rozhodování o tom, jak je hora spravována, s důrazem na vzájemnou správu a ochranu Maunakea pro příští generace. Orgán bude mít 11 členů s hlasovacím právem, z nichž jeden musí být aktivním praktikantem původních havajských kulturních tradic a jeden z nich musí být potomkem kulturního praktika, který je spojen s Maunakeou. Nechybí ani spoty pro zástupce z astronomie, školství, hospodaření s půdou, politiky a dalších oborů.

„Velmi doufám v novou entitu,“ říká Noe Noe Wong-Wilson, domorodý havajský starší, který pomáhal vést zátarasy na hoře. „Je mimo moji představivost, kde bychom v tuto chvíli byli, protože jsme tak dlouho bojovali, abychom byli vyslyšeni.“

Havajská univerzita spravuje většinu pozemků v okolí summitu Maunakea od roku 1968, kdy jí stát udělil 65letý pronájem na provozování vědecké rezervace zaměřené na astronomii. Maunakea má ideální oblohu pro astronomické pozorování vzhledem ke své výšce 4200 metrů a stabilní tmavé noční obloze. Univerzita nyní musí do 1. července 2028 převést všechny své manažerské povinnosti, včetně složitého souboru podnájmů, povolení a dalších dohod, na nový úřad, říká Doug Simons, ředitel univerzitního Institutu pro astronomii v Manoa na Havaji.

Cesta vpřed

Maunakea se kromě kulturních praktik a astronomie používá k řadě účelů, včetně turistiky, lovu a environmentální vědy. V současné době je domovem 13 observatoří, z nichž dvě jsou v procesu vyřazování z provozu, aby pomohly snížit dopad na horu.

Nový zákon vzešel z návrhu Scotta Saikiho, předsedy Sněmovny reprezentantů státu, jehož cílem bylo prolomit slepou uličku kolem Maunakea. Vytvořila pracovní skupinu, která doporučila změny ve vedení Maunakea a vedla ke konečnému plánu na odstranění Univerzity Hawaii jako hlavního manažera.

Skupina byla úspěšná, protože vytvořila rámec vzájemného respektu, říká Rich Matsuda, zástupce ředitele pro vnější vztahy na WM Keck Observatory ve Waimea na Havaji, který sloužil jako její člen. „Věci byly často koncipovány jako kultura versus věda,“ říká. „To je druh falešné dichotomie a urážlivého rámování.“ Různé znalostní systémy a způsoby nahlížení na věci nemusí být ve vzájemné opozici.“

Zákon říká, že astronomie je politikou státu Havaj. „Stát říká, že astronomie je pro Havaj důležitá a že stát investuje do astronomie, ale ještě více investuje do správy Maunakei jako zvláštního místa – tato kombinace je pro mě naprosto klíčová,“ říká John O’Meara. hlavní vědec Kecku, který má na Maunakea dva 10metrové dalekohledy. „Je to důvod k optimismu.“

Osud dalekohledu

Zbývá mnoho kroků. Prvním je identifikovat jednotlivce, kteří budou tvořit nový řídící orgán Maunakea, pravděpodobně je jmenuje guvernér, a poté jej nastavit tak, aby převzal všechny administrativní a řídící úkoly, na které univerzita dohlížela. Státní zákonodárný sbor bude také muset poskytnout peníze na financování skupiny nad rámec 14 milionů USD přidělených na první rok.

A pak je tu ještě otázka TMT. Má povolení pokračovat ve výstavbě, ale vzhledem k napětí na hoře tak ještě neučinilo. Loni v listopadu projekt získal tolik potřebnou podporu, když americký desetiletý průzkum priorit financování v astronomii a astrofyzice doporučil, aby se posunul vpřed. Americká National Science Foundation (NSF) nyní zvažuje, zda na projekt poskytne finance, která nemá dostatek peněz na kompletní vybudování dalekohledu se svými partnery ve Spojených státech, Číně, Kanadě, Indii a Japonsku.

Pokud se NSF rozhodne připojit k TMT, za odhadované náklady 800 milionů dolarů by byla alespoň čtvrtina času dalekohledu otevřena pro pozorovatele z celých Spojených států. To by také vyvolalo federální přezkum toho, jak by stavba dalekohledu mohla ovlivnit Maunakeu, která by musela být dokončena, než by mohly začít práce.

Pro Wong-Wilsona může alespoň diskuse o TMT pokračovat. „Na stole není nic,“ říká.

Zdroj: Nature

Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert