Mimořádně citlivý přístroj GRAVITY přinesl další důkaz dlouho předpokládané přítomnosti superhmotné černé díry ve středu naší Galaxie. Nová pozorování zachycují shluk plynu obíhající po kruhové dráze rychlostí až 30 % rychlosti světla těsně nad horizontem událostí černé díry.

Poprvé v historii se podařilo takto detailně sledovat hmotu obíhající v blízkosti černé díry – nedaleko „oblasti, odkud není návratu“..

Vědci z konsorcia evropských institucí včetně Evropské jižní observatoře použili přístroj GRAVITY pro interferometr ESO/VLTI k pozorování záblesků infračerveného záření přicházejícího z akrečního disku kolem Sagittarius A*, hmotného objektu ležícího v samotném srdci naší Galaxie.

Zachycené záblesky přinášejí dlouho hledaný důkaz, že objekt v centru Galaxie je skutečně, jak se předpokládalo, superhmotnou černou dírou. Záblesky produkuje hmota obíhající v těsné blízkosti horizontu událostí, získaná pozorování proto představují dosud nejdetailnější pohled na materiál obíhající takto blízko černé díry.

Zatímco část hmoty v akrečním disku – pásu plynu obíhajícího Sagittarius A* relativistickými rychlostmi – se může kolem černé díry pohybovat bezpečně, vše, co se ocitne příliš blízko, je odsouzeno ke vtažení pod horizont událostí.

Bezpečná oblast kolem černé díry, kde může hmota ještě obíhat, aniž by byla neodvratně vcucnuta, je označována jako nejvnitřnější stabilní dráha – a odsud také pocházejí pozorované záblesky.

„Je šokující ve skutečnosti spatřit hmotu obíhající kolem černé díry rychlostí 30 % rychlosti světla,“ žasne Oliver Pfuhl, vědecký pracovník MPE. „Mimořádná citlivost přístroje GRAVITY nám umožnila pozorovat proces akrece v reálném čase a v dosud nedostižných podrobnostech.“.

Provedená měření bylo možné uskutečnit pouze díky mezinárodní spolupráci a unikátnímu přístrojovému vybavení. GRAVITY kombinuje světlo ze čtveřice dalekohledů ESO/VLT. Vzniká tak virtuální superteleskop o průměru asi 130 m, který vědci použili ke zkoumání pravé povahy zdroje Sagittarius A*.

V průběhu tohoto roku přístroje GRAVITY a SINFONI již stejnému týmu astronomů umožnily detailně proměřit parametry průletu hvězdy S2 silným gravitačním polem v blízkosti Sagittarius A* a poprvé odhalit efekty předpovězené Einsteinovou obecnou teorií relativity v takto extrémním prostředí. Silné infračervené emise byly pozorovány i při tomto průletu.

„Hvězdu S2 jsme monitorovali opravdu pečlivě a Sagittarius A* v rámci tohoto programu sledujeme vždy,“ vysvětluje Oliver Pfuhl. „Během našich pozorování jsme navíc měli štěstí, náhodou jsme zaznamenali tři jasné záblesky z okolí černé díry.“.

Tyto emise vyvolané elektrony s velmi vysokou energií v těsné blízkosti černé díry se projevily jako tři nápadné jasné záblesky a jejich vlastnosti přesně souhlasí s teoretickými předpověďmi pro horké skvrny obíhající kolem černé díry o hmotnosti čtyř milionů Sluncí.

Předpokládá se, že záblesky pocházejí z magnetických interakcí ve velmi horkém plynu obíhajícím blízko Sagittarius A*.

Vedoucí výzkumu Reinhard Genzel (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, MPE, Garching, Německo) vysvětluje: „Byl to vždy jeden z našich vysněných projektů a my jsme nepřestali doufat, že se brzy stane skutečností.“ K letitému předpokladu, že Sagittarius A* je superhmotná černá díra dodává: „Tento výsledek je jednoznačným potvrzením tohoto paradigmatu.“.