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

15. 6. 2018

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.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Černé díry

První objevená černá díra Cygnus X-1 je masivnější než se předpokládalo a rotuje téměř rychlostí světla

26. 2. 2021 (novější než zobrazený článek)

Stelární černá díra Cygnus X-1 byla nově prozkoumána pomocí teleskopů ze sítě VLBA (Very Long Baseline Array). Z nových dat vědci usuzují, že se nachází dál a je o celou polovinu větší, než se doposud předpokládalo. Zároveň vypočítali, že rotuje rychlostí, která se blíží rychlosti světla. Cygnus X-1 se tak stává největší přímo pozorovanou stelární černou dírou s nejrychlejší známou rotací.

celý článek

Za vznikem jediné známé černé díry střední velikosti by mohla být kolize exotických bosonových hvězd

25. 2. 2021 (novější než zobrazený článek)

Podle mezinárodního týmu vědců by za událostí, ve které vznikly gravitační vlny GW190521, mohla ve skutečnosti být kolize bosonových hvězd. Tato kategorie hvězd zatím nebyla nikdy pozorována a existuje pouze v teoriích. Ke svému závěru vědci došli na základě počítačových simulací kolizí bosonových hvězd, které se nápadně podobají detekovanému signálu detektory gravitačních vln LIGO a Virgo.

celý článek

Objev nejvzdálenějšího kvazaru: má obří supermasivní černou díru s větry dosahujícími až 20 % rychlosti světla

19. 1. 2021 (novější než zobrazený článek)

Astronomové objevili nový kvazar s rudým posuvem 7,6 - to značí, že se jedná o nejvzdálenější (a nejstarší) takový známý objekt. V jádru tohoto kvazaru navíc dřímá obří supermasivní černá díra, takto velkou vědci v takto raném vesmíru nepředpokládali.

celý článek

Aktivita supermasivní černé díry by mohla stát za nízkým počtem červených obrů v jádru galaxie

5. 1. 2021 (novější než zobrazený článek)

V blízkosti supermasivní černé díry v jádru Mléčné dráhy se nachází množství hvězd, překvapivě málo z nich jsou ale červení obři. Příčinou by mohla být aktivita samotné černé díry, která mohla některé velké hvězdy zbavit jejich horních vrstev. Nový výzkum vedený polským astrofyzikem Michalem Zajačekem byl publikován v magazínu Astrophysical Journal.

celý článek

Masivní centrální galaxii v kupě Abel 2261 chybí supermasivní černá díra, vědci neví proč

2. 1. 2021 (novější než zobrazený článek)

Většina, ne-li všechny, masivní galaxie mají ve svém středu supermasivní černou díru, kolem které obíhají tělesa ve sféře jejich gravitačního vlivu. Ve vzdálenosti téměř tří miliard světelných let se nicméně nachází galaktická kupa Abel 2261, jejíž centrální galaxie zdánlivě žádnou supermasivní černou díru nemá. Vědci si tuto situaci zatím neumí nijak vysvětlit.

celý článek

Astronomové našli proudy radiace u galaxií, které původně žádné neukazovaly

24. 11. 2020 (novější než zobrazený článek)

Průzkum vzdálených galaxií ukázal existenci proudů radiace u objektů, které podobnou aktivitu dříve nevykazovaly. Podle studie publikované v Astrophysical Journal se jedná o evidenci, že jádra těchto galaxií se stala v posledních několika letech aktivní.

celý článek

Objev nového extrémně variabilního kvazaru ve vzdáleném vesmíru

14. 11. 2020 (novější než zobrazený článek)

Analýzou dat z dřívějších astronomických průzkumů se japonským astronomům podařilo najít nový extrémně proměnlivý kvazar. Z historických dat se jim o něm podařilo získat informace za posledních 30 let. Nově objevený objekt s označením SDSS J125809.31+351943.0 je kvazar s jedním z nejvýraznějších zvýšení zářivosti.

celý článek