Opavští fyzikové objevili superhmotnou černou díru

Černé díry patří mezi nejznámější a zároveň nejméně prostudované objekty ve vesmíru. Jejich existence již byla prokázána, ale jejich skutečná podstata je stále předmětem bádání. Fyzikální ústav v Opavě patří mezi světovou špičku ve výzkumu právě (a nejen) těchto exotických kosmických objektů, přičemž fyzikové se o černých dírách snaží co nejvíce dozvědět ze sledování objektů, které černé díry ovlivňují.

Tým pod vedením prof. Abramowicze přišel s nápadem, jak černé díry – které samy vidět nejsou – zvážit pomocí specifického záření uvolněného v jejich okolí. Díky tomu určili hmotnost jedné z doposud nejtěžších pozorovaných černých děr ve vesmíru.

Tzv. aktivní galaxie obsahují ve svých jádrech superhmotné černé díry. Zdroj: ESO.

Pozorování neviditelného

Černé díry jsou mimořádně hmotnými kosmickými objekty, které vznikají zhroucením hvězdného materiálu do malého a nesmírně hustého tělesa. Díky tomu na své okolí působí tak silným gravitačním polem, že dokáží výrazně ohýbat i světlo a ve své těsné blízkosti dokonce částice světla – fotony – docela uvěznit.

Z toho důvodu je přímé pozorování černých děr zcela nemožné a astrofyzikové se k určení vlastností dané černí díry musejí zaměřit na chování materiálu v jejich okolí. Interakce černých děr s tímto materiálem se projevuje velmi specifickým rentgenovým zářením a fyzikové nyní přišli na to, jak je možné z jeho vlastností odhadnout hmotnost černé díry.

Neznámý děj, známé výsledky

Pozorováním záření z materiálu nedaleko černých děr se podařilo objevit velice zajímavý jev: přesnou periodicitu „dávek“ rentgenového záření. Periodicita je to přitom doslova kosmicky rychlá – v řádu desítek až stovek hertzů.

Pro lepší pochopení: Představme si, že by toto záření vysílal nějaký otáčející se maják. V takovém případě by se musel za jednu sekundu otočit stokrát. Astrofyzikové porovnali pozorování tohoto jevu u několika lokalizovaných černých děr v naší Galaxii a zjistili, že děj způsobující změnu „dávek“ rentgenového záření probíhá velmi blízko černé díry, v oblastech s velmi silným gravitačním polem.

Měřením těchto dávek pak lze zjistit vlastnosti samotných děr. Samotná příčina periodických rentgenových záblesků v blízkosti černých děr však zatím zůstává záhadou.

Měření těch nejhmotnějších

Na základě pozorování tohoto zajímavého jevu se tým vědců pod vedením prof. Marka Abramovicze, pracovníka Fyzikálního ústavu v Opavě, pokusil naměřit hodnoty periodických změn rentgenového záření v okolí výrazně hmotnějších černých děr – těch, co se nachází v centrech velkých galaxií.

U těchto černých děr byla frekvence výrazně nižší – řádově v jednotkách minut až hodin. Vědci z pozorování tohoto jevu u různých černých děr navrhli způsob, jak určit jejich hmotnosti.

Superhmotná černá díra o hmotnosti miliard Sluncí

Astrofyzikové touto metodou odhadli hmotnosti hned několika černých děr, přičemž obvykle se hodnoty pohybovaly od statisíců do miliónů slunečních hmotností. Analýze jedné černé díry s téměř nezapamatovatelně dlouhým názvem se věnovala i studentka Fyzikálního ústavu v Opavě Mgr.

Kateřina Klimovičová (dříve Goluchová) a dospěla k unikátnímu zjištění: „Změřili jsme frekvenci změny rentgenového záření u aktivního galaktického jádra s nevábným názvem XMMU J134736.6+173403 v souhvězdí Pastýře a byli jsme opravdu překvapeni.

Odhad hmotnosti, jehož nepřesnost je dána neznámou vzdáleností pozorovaných rentgenových dávek od černé díry, se pohybuje někde mezi 10 miliony až 1 miliardou hmotností Slunce!“

Podpořeni Grantovou Agenturou České republiky

Dalšími zajímavými objekty v hledáčku opavských fyziků jsou tzv. mikrokvazary, tedy černé díry v centrech malých galaxií. Je známo, že z těchto typů exotických objektů unikají při doposud nepochopených jevech nepravidelné dávky vysokoenergetického záření.

„V uplynulých letech jsme již přispěli k řešení tohoto důležitého otevřeného astronomického problému. Spočítali a ověřili jsme, že za ním stojí mnoho jevů, které se odehrávají v okolí těchto černých děr, v tzv.

akrečních discích. Tedy v prstencích horké hmoty rotující okolo černých děr. Ostatně to, že nějakou černou díru pozorujeme, je umožněno jen díky jejich interakci s hmotou okolo. Akreční disky jednak samy září, zároveň odráží světlo a chovají se podle nám zatím ne úplně vyjasněných pravidel.

Rychlost rotace těchto disků je v některých místech blízká rychlosti světla a nutně zvažujeme i velmi silné tzv. relativistické jevy podobné těm slabším, které jsou známy už více jak 100 let, jako je například stáčení perihelia planety Merkur.

Mnohé zatím zůstává nevysvětleno – zejména periodické změny záření těchto disků. A na to se dále chceme zaměřit,“ popisuje doc. Gabriel Török, vedoucí projektu.

Výsledky projektu byly vloni uznány za vynikající v Grantové agentuře České republiky (GA ČR). Ve spolupráci s vědci z Astronomického ústavu Akademie věd se opavští fyzikové v rámci nově schváleného projektu soutěže excelence v základním výzkumu EXPRO v letošním roce vrhají vstříc hledání dalších odpovědí na zatím otevřené otázky týkající se objektů, které jsou většině z nás známé doposud jen z oblasti science fiction.

Je ale možné, že za nejnovější zajímavosti o černých děrách a podobných objektech v nejbližších dokumentárních sériích či popularizačních článcích budeme opět vděčit neutuchající invenci vědců z Fyzikálního ústavu v Opavě.

Rubriky:  Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Kosmická pavučina: astronomové...

Nová pozorování získaná radioteleskopem ALMA astronomům umožnila odhalit...

České mozky vyvíjejí pro NASA přístroj...

Přidají Češi svou ruku k dílu při meziplanetárním osidlování?...

Rusko touží po vlastní vesmírné...

Rusko si již několik let pohrává s myšlenkou vybudovat vlastní...

Vědci narazili na neutronovou...

Mezinárodní vědecký tým v čele s členy skupiny MeerTRAP (More Transients...

PSYCHE: Sonda roztahuje svá křídla

V rámci přípravy na srpnový start byla sonda Psyche testována,...

Vesmírné zahradničení: Vědci z NASA...

Američtí vědci z Floridy slaví úspěch! V půdě odebrané z Měsíce totiž...

Cestování do vesmíru má stopku:...

Národní úřad pro letectví a vesmír byl s ohledem nevyhovující stav skafandrů...

Trable na Marsu: Tamnímu...

NASA hlásí jisté potíže s marsovským vrtulníkem Ingenuity. Kvůli...

Už se to blíží! SpaceX se chystá...

Je to sotva několik dnů, co prezidentka a hlavní provozní ředitelka...

Opavští fyzikové měří „obezitu“...

Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr (viz PANORAMA 21.STOLETÍ 1/2022)...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Pan finančník: Morrisova banka rozhodne americký boj o nezávislost

Pan finančník: Morrisova banka...

Za to, že Spojené státy přetrhaly pouta s Británií, nemohla jen...
Opium: 20 milionů závislých mělo jen v Číně

Opium: 20 milionů závislých mělo...

Co víme o lidech žijících v dobách 8000 až 5000 před naším letopočtem?...
Výstava Národního muzea Nikdy se nevzdáme! je k vidění i v Londýně

Výstava Národního muzea Nikdy se...

Nedávno otevřená výstava v Národním muzeu s názvem Nikdy se nevzdáme! se...
Ruská Kavalergarda zlikvidovala povstání proti Mikulášovi I.

Ruská Kavalergarda zlikvidovala...

Předchůdcem ruské carské gardy se stává vojenská jednotka Alexandra...
Co znamenají prsty do V a proč hrozilo, že vám je useknou?

Co znamenají prsty do V a proč...

Jaký je rozdíl mezi vztyčeným prostředníkem a gestem „V“, tedy ukazovákem a...
Máte sedavé zaměstnání? Chraňte své zdraví jednoduchými cviky

Máte sedavé zaměstnání? Chraňte...

Ztuhlá záda, bolest krční páteře a silné migrény. Téměř každý, kdo má sedavé...
Válečný hrdina z Normandie uplácel Sověty lahví whiskey

Válečný hrdina z Normandie uplácel...

Den po komunistickém puči 26. února 1948 si Miloš Knorr přečte lístek, že...
Mít dvojče je ta nejlepší motivace ke zlepšení, shodují se bratři Svobodovi

Mít dvojče je ta nejlepší motivace...

Bavilo mě srovnávat se se stejným bráchou, říká moderní pětibojař, olympijský...
Umělá inteligence pomůže stanovit diagnózu pacientů

Umělá inteligence pomůže stanovit...

Umělá inteligence bude pomáhat při stanovování diagnózy pacientů na...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.