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

Astronomové objevili u černé díry disk materiálu, který tam neočekávali

15. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

S pomocí Hubblova vesmírného teleskopu se astronomům podařilo pozorovat disk rotujícího materiálu kolem supermasivní černé díry v galaxii NGC 3147. Disk hmoty u černých děr je pozorován celkem často, jde o materiál zachycený gravitací, který černá díra postupně konzumuje. Jenže při konzumaci hmoty vychází z okolí černé díry silná radiace a světlo, což pro tento objekt neplatí, vědci si tak zatím přítomnost tohoto disku neumí vysvětlit.

celý článek

Supermasivní černé díry v raném vesmíru možná vznikaly jinak než stelární černé díry dnes

1. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černé díry v raném vesmíru možná vznikaly jinak než stelární černé díry dnesNení černá díra jako černá díra, některé mají hmotnost miliard Sluncí, zatímco jiné pouhých pár desítek. Ty menší, stelární, vznikají kolapsem hvězdy v supernově a zdá se, že větší, supermasivní černé díry mohly vznikat zcela jiným způsobem. Alespoň takové jsou závěry studie publikované v magazínu Astrophysical Journal Letters autory Shantanu Basuem a Arpan Dasem.

celý článek

Astronomové poprvé pozorovali disk chladnější hmoty v blízkosti černé díry v jádru Mléčné dráhy

11. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Astronomové poprvé pozorovali disk chladnější hmoty v blízkosti černé díry v jádru Mléčné dráhyKolem supermasivní černé díry ve středu naší galaxie rotují hvězdy a také oblaka plynů a drobných částic. Doposud se astronomům podařilo kromě hvězd pozorovat pouze velmi horká oblaka, která dosahují teplot 10 milionů °C a září silně v rentgenovém spektru elektromagnetického záření. Chladnější plyny zatím unikaly našim teleskopům, dokud se na oblast nezaměřila výkonná rádiová observatoř ALMA. Výsledky pozorování byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek

Doposud nejdetailnější simulace černé díry pomohla vyřešit záhadu sklonu akrečního disku

10. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodní tým astronomů vedený Matthew Liskou vytvořil simulaci černé díry s doposud nejvyšším rozlišením. Podařilo se jim potvrdit předpovídané chování černých děr a akrečních disků - regionů materiálu, který kolem černých děr rotuje. Jedním ze závěrů studie publikované v magazínu Nature je potvrzení Bardeen-Pettersonova efektu, který předpovídá srovnání vnitřní části akrečního disku s rotací černé díry.

celý článek

Teleskop vybavený novým přístrojem detekoval silné větry způsobené supermasivní černou dírou

8. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Teleskop vybavený novým přístrojem detekoval silné větry způsobené supermasivní černou dírouSupermasivní černé díry v jádrech galaxií zřejmě mají výrazný vliv na jejich vývoj. Mělo by k tomu docházet během fáze, kdy černá díra konzumuje materiál z jejího okolí a kdy rychle nabírá na hmotnosti. Silná radiace vycházející z okolí černé díry přitom vytlačuje mezihvězdné plyny ze středu galaxie a následně dochází k jejich koncentraci na jiném místě a následně ke zrodu nových hvězd. Vědci pozorovali silné větry u kvazaru J1509+0434 prostřednictvím teleskopu Gran Telescopio Canarias (GTC) na Kanárských ostrovech.

celý článek

Astronomové možná poprvé zachytili gravitační vlny vzniklé při kolizi černé díry a neutronové hvězdy

27. 4. 2019 (novější než zobrazený článek)

Astronomové možná poprvé zachytili gravitační vlny vzniklé při kolizi černé díry a neutronové hvězdyGravitační vlny včera možná přinesly první pozorování černé díry, jak pohlcuje neutronovou hvězdu. Pokud se tato informace potvrdí, půjde o první evidenci o existenci podobných binárních systémů ve vesmíru. Tyto zprávy přicházejí pouhý den po detekci teprve druhé kolize neutronových hvězd. Vědci aktuálně ještě sbírají další informace o těchto nových událostech, které detekovaly nedávno aktualizované observatoře LIGO a Virgo gravitačních vln v Americe a Evropě.

celý článek

Teleskop o velikosti celé planety poprvé vyfotil detail černé díry

10. 4. 2019 (novější než zobrazený článek)

Teleskop o velikosti celé planety poprvé vyfotil detail černé díryČernou díru už z definice není možné vyfotit, je tak masivní, že její gravitace pohltí nejen veškerou hmotu v její blízkosti, ale i světlo. Co však vyfotit lze, je její bezprostřední okolí, konkrétně hranice horizontu události. A právě to se podařilo unikátnímu projektu s názvem Event Horizon Telescope (Teleskop Horizontu Události), který propojil zařízení z několika kontinentů a vědce ze 40 zemí.

celý článek