Když hvězdu pohltí černá díra: první pozorování proudu materiálu vycházejícího z černé díry

15. 06. 2018
Černé díry Hvězdy

Poprvé v historii se astronomům podařilo přímo zachytit formování a následnou expanzi proudu materiálu vycházejícího z černé díry (v angličtině astrophysical jet, nebo relativistic jet). K této události dochází, když se hvězda k černé díře příliš přiblíží a nedokáže uniknout její intenzivní gravitaci. Materiál z hvězdy vytvoří rychle rotující disk nad rovníkem černé díry a z jejích pólů vychází proud ionizovaného materiálu. Událost astronomové pozorovali prostřednictvím radioteleskopů a infračervených teleskopů v páru kolizních galaxií ARP 299 ve vzdálenosti 150 milionů světelných let.

Černá díra v galaxii Arp 299

Černá díra v galaxii Arp 299 - Ilustrace procesu, který zachytili astronomové ve vzdálené galaxii Arp 299. Supermasivní černá díra v jádru galaxie zachytila svou gravitací blízkou hvězdu. Její materiál vytváří disk rotující kolem černé díry, ze které je následně chrlen proud materiálu z pólů, který zachytily teleskopy v infračerveném a rádiovém spektru elektromagnetického záření.



První známky toho, že se podobná událost chystá, zachytili astronomové už v roce 2005, kdy teleskop William Herschel Telescope zachytil infračervený záblesk z jádra jedné z galaxií Arp 299. Půl roku poté objevil ve stejném místě radioteleskop VLBA (Very Long Baseline Array) nový radiový zdroj. Zdroj nadále emitoval rádiové a infračervené záření, ale nikoli optické nebo rentgenové, podle vědců to bylo způsobeno tím, že tyto vlnové délky byly pohlceny prachem a plyny obklopující jádro galaxie.

V následujících letech pozorovaly tento objekt různé teleskopy na Zemi i ve vesmíru. Spojením sil množství lidí a zařízení se podařilo přijít s detailním pozorováním, které ukazuje proud materiálu vycházející zdánlivě z černé díry (ve skutečnosti proud vychází z jejího bezprostředního okolí, protože z černé díry neunikne díky její extrémní gravitaci ani světlo). Zdroj rádiového a infračerveného záření se po tuto dobu pohyboval rychlostí asi jedné čtvrtiny rychlosti světla. 

Vývoj emisí černé díry
Pozorování jádra galaxie Arp 299 od roku 2005 do roku 2015. Credit: Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Hvězdný chaos při kolizi galaxií

Dvojice galaxií označovaná souhrnně jako Arp 299 je dnes ze Země pozorovatelná v procesu kolize. Jednotlivé hvězdy těchto dvou galaxií se vzájemně gravitačně ovlivňují a dochází ke zvýšení chaotického pohybu uvnitř obou galaxií. Každá z nich má supermasivní černou díru ve svém jádru a chaotický pohyb hvězd zvyšuje pravděpodobnost, že se některá z nich masivní černé díře přiblíží natolik, že nedokáže uniknout její extrémní gravitaci. Právě to se stalo osudné jedné z hvězd, kterou gravitace supermasivní černé díry zdeformovala a její hmotu k sobě přitáhla do rychle rotujícího disku materiálu. Jak se tento materiál blíží horizontu události černé díry, jeho rychlost se zvyšuje a zároveň s tím dochází k vytvoření proudu materiálu z pólů černé díry. Právě tuto strukturu dnes vědci u Arp 299 pozorují. Kolem tohoto procesu existuje velké množství neznámých a právě pozorování Arp 299 a podobných relativně blízkých galaxií s aktivním jádrem může přinést odpovědi na jedny z nejzajímavějších astrofyzikálních otázek dneška. Doposud není zřejmé co přesně stojí za vznikem těchto astrofyzikálních proudů, mohlo by jít o intenzivní magnetické pole obklopující černou díru, nebo její rotace.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Černé díry

Mléčnou dráhu zřejmě obíhá vzácná středně velká černá díra

19. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Mléčnou dráhu zřejmě obíhá vzácná středně velká černá díraPozorování relativně malých černých děr a supermasivních děr jsou celkem běžná, není však snadné najít střední černou díru, která není ani příliš malá, ani příliš velká. To se zřejmě podařilo vědcům s observatoří ALMA. Objekt, který pozorovali v loňském roce obíhá Mléčnou dráhu a má charakteristiky, které odpovídají středně velké černé díře o velikosti zhruba planety Jupiter.

celý článek

Obří černá díra rotuje 50 procenty rychlosti světla

15. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Obří černá díra rotuje 50 procenty rychlosti světlaPozorováním zbytku hmoty, kterou pohltila supermasivní černá díra ASASSN-14li, se vědcům podařilo změřit rychlost její rotace. Tento masivní objekt se točí polovinou rychlosti světla. Výzkum ukazuje jak extrémní objekty supermasivní černé díry jsou, nachází se v jádrech galaxií a mají nesmírnou gravitační sílu. Objekty, které se dostanou do jejich blízkosti, jsou nejprve gravitací roztrhány na oblaka hmoty, které kolem černé díry rotují neuvěřitelnou rychlostí, přičemž jsou zahřívány na vysoké teploty.

celý článek

První detekce akrečního disku v jádru galaxie v rentgenovém i milimetrovém záření

14. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

První detekce akrečního disku v jádru galaxie v rentgenovém i milimetrovém zářeníAstronomové identifikovali torus obklopující supermasivní černou díru v jádru galaxie NGC 5643. Jde o strukturu, která se vytváří v bezprostřední blízkosti masivní černé díry a ze které se v její středu utváří akreční disk materiálu, který černá díra urychluje a zahřívá na extrémní rychlosti a teploty. Vědci k analýze tohoto objektu využili dat z milimetrové radiové observatoře ALMA v Čile a rentgenového vesmírného teleskopu Chandra.

celý článek

Výjimečně zářivý záblesk z loňského roku mohl být způsoben roztrháním hvězdy, nebo vznikem černé díry

11. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Výjimečně zářivý záblesk z loňského roku mohl být způsoben roztrháním hvězdy, nebo vznikem černé díryLoni v červenci zaznamenaly vesmírné i pozemní observatoře unikátní událost, šlo o záblesk asi 10x silnější než běžná supernova. Vědci však doteď přesně neví, co tuto událost mohlo způsobit, nic podobného totiž doteď nezpozorovali. Existují dvě hlavní teorie vysvětlující. co záblesk způsobilo, ke každé z noci byla publikována vědecká studie. Podle první teorie mohlo jít o vznik četné díry, nebo neutronové hvězdy za specifických podmínek, podle druhé teorie mohlo dojít k roztrhání hvězdy černou dírou.

celý článek

Astronomové zachytili intenzivní erupci gama záření ze vzdáleného blazaru

06. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodní tým astronomů zachytil pomocí vesmírného teleskopu Fermi extrémně zářivou erupci gama záření z blazaru DA 193. Jde o výjimečnou událost, protože tento vzdálený objekt má vysoký červený posuv a u takových nejsou podobné události běžné. Blazary jsou obecně nejpočetnějším zdrojem gama záření mimo naši galaxii, to však neplatí pro takto energetickou událost, jaká byla detekována, ani pro objety s tak výrazným červeným posuvem.

celý článek

V datech z detektorů gravitačních vln se ukrývaly hned čtyři další kolize černých děr, mezi nimi i ta největší

04. 12. 2018 (novější než zobrazený článek)

V datech z detektorů gravitačních vln se ukrývaly hned čtyři další kolize černých děr, mezi nimi i ta největšíMezinárodnímu týmu astronomů se podařilo v datech z loňského roku nalézt čtveřici nových detekcí gravitačních vln. První zaznamenání tohoto fenoménu je teprve z roku 2015 a doposud bylo zachyceno pouze 11 takových událostí. Mezi čtyřmi novými kolizemi je také doposud největší zachycená kolize černých děr, která dala vzniknout objektu o hmotnosti 80 sluncí. Oba nejvýkonnější detektory gravitačních vln jsou aktuálně upgradovány na vyšší citlivost, do provozu budou uvedeny opět začátkem roku 2019.

celý článek

Astronomové zachytili kolidující supermasivní černé díry v jádrech galaxií

12. 11. 2018 (novější než zobrazený článek)

Astronomové zachytili kolidující supermasivní černé díry v jádrech galaxiíTým astronomů vedený Michaelem Kossem z University of Maryland pozoroval několik galaxií, které jsou v procesu spojování dvou do jedné. Zaměřili se na jejich jádra, kde se ukrývají supermasivní černé díry, které se podobně jako jejich mateřské galaxie dříve nebo později sloučí v jedinou. Vysledkem pozorování teleskopy W.M. Keck a Hubble je hned několik párů supermasivních černých děr, které jsou velmi blízko splynutí. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek