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

Astronomové ke svém překvapení objevilli 83 supermasivních černých děr v raném vesmíru

17. 03. 2019 (novější než zobrazený článek)

Astronomové ke svém překvapení objevilli 83 supermasivních černých děr v raném vesmíruAstronomové z Japonska, Taiwanu a USA objevili 83 nových kvazarů, tedy aktivních supermasivních černých děr v jádrech galaxií, které pozorují v době, kdy byl vesmír starý méně než 1 miliardu let. Vědce překvapuje, že takto masivní objekty existovaly už tak brzy po velkém třesku. Z tohoto období byly sice kvazary už dříve pozorovány, ne však v takovém množství. Výsledky výzkumu byly publikovány hned v pěti různých studiích ve vědeckých magazínech Astrophysical Journal a Publications of the Astronomical Observatory of Japan.

celý článek

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosony

08. 03. 2019 (novější než zobrazený článek)

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosonyMezinárodní vědecký tým svými výpočty odhalil, že budoucí vesmírné observatoře gravitačních vln by mohly být schopny potvrdit existenci ultralehkých bosonů. Tyto teoretické částice by se mohly formovat v blízkosti horizontu události černých děr, nad kterými by vytvářely oblaka. Teoreticky by mělo být možné detekovat změny v gravitačních vlnách, které tato oblaka způsobují, budou k tomu však nutné extrémně citlivé observatoře budoucnosti.

celý článek

Astronomům se podařilo změřit smrštění korony černé díry

05. 02. 2019 (novější než zobrazený článek)

Astronomům se podařilo změřit smrštění korony černé díryPomocí teleskopu NICER umístěného na Mezinárodní vesmírné stanici se vědcům podařilo zmapovat bezprostřední okolí nedaleké stelární černé díry MAXI J1820+070. Analýzou rentgenového záření, které vychází z těsné blízkosti horizontu události, změřili smrštění tloušťky korony ze 160 kilometrů na asi 16 během několika měsíců. Tento výzkum pomáhá vědcům lépe pochopit chování materiálu zachyceného gravitací černých děr.

celý článek

Supermasivní černé díry rostou na úkor zrodu nových hvězd, konzumují totiž stejný materiál

30. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černé díry rostou na úkor zrodu nových hvězd, konzumují totiž stejný materiálUž dlouhou dobu se vědci snaží přijít na to, proč se už v počátcích vesmíru začaly objevovat supermasivní černé díry. Jde o extrémně masivní objekty, které dřímají v jádrech galaxií a svou obrovskou gravitační silou dokáží ovlivňovat dění na stovky tisíc světelných let daleko. Astronomové pozorují supermasivní černé díry už v počátcích vesmíru a často v galaxiích, které nerodí příliš mnoho nových hvězd.

celý článek

Týmu vědců se podařilo poprvé pozorovat, jak supermasivní černá díra pohlcuje oblaka plynů

26. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Týmu vědců se podařilo poprvé pozorovat, jak supermasivní černá díra pohlcuje oblaka plynůSupermasivní černé díry v jádrech galaxií jsou monstra, která dokáží pohltit celou hvězdu. Mohou však zvyšovat svou hmotnost také konzumací velkého množství plynů a prachu v jejich bezprostředním okolí. Právě to se zřejmě podařilo zachytit mezinárodnímu týmu vědců vedenému doktory Benny Trakhtenbrotem a Iair Arcavim z Tel Aviv University u události s označením AT 2017bgt.

celý článek

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