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

15. 6. 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

Supermasivní černá díra s nezvykle pravidelným cyklem rentgenových záblesků

15. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černá díra s nezvykle pravidelným cyklem rentgenových zábleskůAstronomové našli supermasivní černou díru, která pravidelně každých devět hodin vydává rentgenový záblesk. To je nezvyklé chování, které bylo dříve detekováno pouze u dvou malých stelárních černých děr, nikoli u supermasivních v jádru galaxií. Rentgenové záření vychází z okolí černých děr při pohlcování materiálu zachyceného jejich gravitací, zatím však není zřejmé, proč jde u této černé díry o pravidelný jev.

celý článek

Gravitační vlny vycházející z černé díry krátce po jejím vzniku prozradily její hmotnost

14. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Gravitační vlny vycházející z černé díry krátce po jejím vzniku prozradily její hmotnostKdyž se dvě černé díry srazí, vznikne nová, větší černá díra, která vydává vlnění podobně jako zvon, do kterého bylo udeřeno. Toto vlnění u černých děr reprezentují gravitační vlny, které vznikají nejen při samotné kolizi, ale také po ní, i když s výrazně menší intenzitou. V roce 2015 byly tyto gravitační vlny poprvé zachyceny a vědcům se tak otevřel zcela nový nástroj umožňující pozorování vesmíru kolem nás. Nová studie nyní potvrdila, že prostřednictvím gravitačních vln lze také určit hmotnost samotné černé díry a další její charakteristiky.

celý článek

Doposud neznámé obří bubliny vycházející ze středu Mléčné dráhy vysílají rádiové vlny

13. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Doposud neznámé obří bubliny vycházející ze středu Mléčné dráhy vysílají rádiové vlnyMezinárodní tým astronomů objevil jednu z největších struktur v Mléčné dráze. Pomocí radioteleskopu MeerKAT poprvé pozorovali dvojici bublin emitujících rádiové vlnění, které vycházejí z centra naší domácí galaxie. Podle vědců by mohlo jít o pozůstatky dávné energetické erupce, která vyšla z blízkosti supermasivní černé díry Sagittarius A*.

celý článek

Silný rentgenový záblesk z hlubokého vesmíru zatím nemá jasné vysvětlení

9. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Silný rentgenový záblesk z hlubokého vesmíru zatím nemá jasné vysvětlení Vesmírná rentgenová observatoř NuSTAR zachytila v galaxii NGC 6946 hned několik nezvykle intenzivních záblesků radiace. Jeden z nich obzvlášť zaujal astronomy díky tomu, že se rychle objevil a také během několika dní rychle zmizel. Vědci si myslí, že nešlo o supernovu, která mívá podobné chování, protože záblesk nebyl doprovázený viditelným světlem. Co za zábleskem stojí tak není zřejmé, podle jedné z teorií by mohlo jít o kolizi černé díry a hvězdy.

celý článek

Objev nového blazaru extrémně slabého v rentgenovém spektru

4. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Objev nového blazaru extrémně slabého v rentgenovém spektruAstronomové z Itálie a Španělska objevili nový blazar, který je silný v rádiových vlnách ale velmi slabý v rentgenových. Blazary jsou vzdálené galaxie s aktivní supermasivní dírou v jádru, ze které vychází proudy radiace přímo naším směrem. Objev blazarů se silnými emisemi v rádiovém spektru je poměrně vzácný, každý nový objekt v této kategorii je tedy pro vědce důležitý.

celý článek

Nově detekované gravitační vlny zřejmě pochází z kolize černé díry a neutronové hvězdy

20. 8. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nově detekované gravitační vlny zřejmě pochází z kolize černé díry a neutronové hvězdyObservatoře gravitačních vln LIGO a VIRGO zachytily ve středu 14. srpna gravitační vlny z události vzdálené asi 900 milionů světelných let. Z detekovaného signálu vědci odvozují, že došlo ke kolizi dvou objektů - jednoho s minimální hmotností 5 Sluncí a druhého s maximální hmotností 3 Sluncí. Podle vědců by tak mohlo jít o první detekovaný případ kolize černé díry s neutronovou hvězdou.

celý článek

Supermasivní černá díra v centru Mléčné dráhy se najednou rozzářila na 75násobek běžných hodnot

12. 8. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černá díra v centru Mléčné dráhy se najednou rozzářila na 75násobek běžných hodnotPři květnovém pozorování supermasivní černé díry Sagittarius A* v jádru naší galaxie si astronom Tuan Do z kalifornské univerzity UCLA všiml, že září víc, než je obvyklé. Z bezprostředního okolí černé díry v ten moment vycházelo až 75x více radiace, než došlo opět k jejímu uklidnění na běžné hodnoty. Černá díra zářila několik minut nejvíce od doby, co je ze Země pozorována. Podobné chování vykazují černé díry při konzumaci materiálu ze svého okolí, astronomové si však zatím nejsou jistí, co způsobilo tento poslední nárůst záření.

celý článek