Hmota černou dírou roztrhaná

ESO 041/08 tisková zpráva

Skupina astronomů pracující na dalekohledech VLT a APEX zpozorovala záblesky z okolí černé díry ve středu naší Galaxie

Pozorování prudkých záblesků z okolí supermasivní černé díry v centru Galaxie bylo uskutečněno současně na dvou dalekohledech. Díky zjasněním, pocházejícím z regionu Sagitarius A*, odhalili astronomové roztáhlý pás hmoty, jež v silném gravitačním poli obíhá poblíž centrální černé díry.

Ke studiu oblasti Sagitarius A* využila skupina evropských a amerických astronomů chilské dalekohledy VLT (Very Large Telescope) a APEX (Atacama Pathfinder Experiment). Ty pracují v infračervených respektive submilimetrových vlnových délkách. Bylo to poprvé, co uvedené dalekohledy spolupracovali na pozorování záblesku současně. Jejich umístění na jižní polokouli nabízí ideální podmínky pro studium galaktického jádra. „Podobná pozorování v širším spektru vlnových délek jsou jedinou cestou, jak porozumět dění poblíž černé díry,“ říká vedoucí týmu Andreas Eckart z Kolínské univerzity.

Sagitarius A* se nachází ve středu na Galaxie ve vzdálenosti 26 tisíc světelných let od Země. Jedná se o supermasivní černou díru o hmotnosti čtyř miliónů hmotností našeho Slunce. Podobnou supermasivní černou díru má ve svém středu většina galaxií, ne-li všechny. „Sagitarius A* je jedinečný objekt, neboť jde o Zemi nejbližší obří černou díru ležící v centru naší Galaxie,“ vysvětluje člen týmu Frederick K. Baganoff z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge. „Jedině zde mohou naše současné dalekohledy zachytit poměrně slabé záblesky produkované hmotou obíhající vně horizontu událostí.“ Astronomové předpokládají, že pozorované záření pochází z plynu odvrženého hvězdami, jež obíhaly a posléze spadly do černé díry.

Současné pozorování na dvou dalekohledech vyžaduje přesnou synchronizaci mezi jednotlivými týmy. Po několika nocích čekání se společné pozorování přeci jen podařilo. „Když jsme zaměřili VLT na Sagitarius A*, ukázalo se, že je aktivní a každou minutou zjasňuje. Ihned jsme telefonicky upozornili naše kolegy na APEXu.“ říká doktorand Kolínské univerzity Gunther Witzel. Na dalekohledu APEX vyčkávala Macarena García-Marín, rovněž z Kolína na Rýnem. Její tým musel vynaložit značné úsilí, aby měli dalekohled stále připraven. „Jakmile jsem položila telefon, s nadšením jsme se pustili do práce. Abychom nepřišli o cenná data ze Sagitaria A*, muselo pozorování začít co nejrychleji. Přerušili jsem standardní pozorování a byli připraveni na sledování záblesků.“ vysvětluje García-Marín.

Během následujících šesti hodin zaznamenali astronomové prudké změny toku záření v infračerveném oboru. Celkem byly zaznamenány čtyři hlavní záblesky Sagitaria A*. Na submilimetrových vlnových délkách byly záblesky rovněž pozorovány, ovšem s 1,5 hodinovým zpožděním. Astronomové si zpoždění vysvětlují rychlou expanzí plynného oblaku, ze kterého záblesky pocházejí. Ten se rozpíná rychlostí 5 miliónů kilometrů za hodinu. Díky tomu dochází ke změnám v charakteru vyzařování a tím i vlnové délky vysílaného záření. Proto pozorujeme mezi infračervenými a submilimetrovými záblesky 1,5 hodinové zpoždění.

Přestože se uvedená rychlost může zdát vysoká, jedná se pouze o 0,5% rychlosti světla. Aby plyn unikl z pevného gravitačního sevření černé díry, musel by se pohybovat přinejmenším 100 krát rychleji než nyní, tj. poloviční rychlostí světla. Vědci se domnívají, že právě proto nemůže unikat v podobě charakteristických jetů, namísto toho je plyn obíhající okolo černé díry natahován, podobně jako těsto ve šlehači. To způsobuje jeho rozpínání.

Společné pozorování VLT a APEXu dokázalo účinnost metod studia záblesků na více vlnových délkách. Členové týmu doufají, že nová pozorování pomohou ověřit jejich teoretický model a odhalit další část záhadné oblasti centra naší vlastní Galaxie.

 

Zdroj

Další snímky ve vysokém rozlišení

 
 
Poznámky:

Sagitarius A* je hmotný objekt v centru Galaxie, ve vzdálenosti 26 000 světelných let od Země. Nedávná pozorování hvězd, jež okolo objektu v pevném gravitačním sevření obíhají dokázala, že se musí jednat o supermasivní černou díru s hmotností 4 miliónů našeho Slunce.

Dvanácti metrový dalekohled Atacama Pathfinder Experiment (APEX) se nachází na náhorní plošině Chajnantor v chilské poušti Atacama v nadmořské výšce 5000 metrů. Na APEXu spolupracují Max-Planckův Institut pro Rádiovou Astronomii (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) a ESO. Tento teleskop využívá prototyp antény zkonstruované v rámci projektu ALMA. Obsluhou dalekohledu APEX je v současnosti pověřena ESO. Pro výše uvedený projekt byla využita bolometrická kamera LABOCA.

Velmi velký dalekohled (VLT) se nachází v nadmořské výšce 2600 metrů na hoře Cerro Paranal a jde o vlajkovou loď Evropské jižní observatoře (ESO) pro pozorování ve viditelném a infračerveném oboru. VLT se skládá ze čtyř dalekohledů, tzv. Unit Telescopes, o průměru primárního zrcadla 8,2 m. Dalekohledům slouží rozsáhlá sbírka přístrojového vybavení. V uvedeném projektu využili astronomové adaptivní optiku NACO na čtvrtém Unit Telescope s názvem Yepun.

Uvedenou studii publikuje Eckart a kol. pod názvem "Simultaneous NIR/sub-mm observation of flare emission from Sgr A*", v časopise Astronomy and Astrophysics. On-line verze http://arxiv.org/abs/0811.2753

Členové mezinárodního týmu, podílejícího se na výzkumu jsou: A. Eckart (Kolínská univerzita, Německo), R. Schödel (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Španělsko), M. García-Marín (Kolínská univerzita, Německo), G. Witzel (Kolínská univerzita, Německo), A. Weiss (MPIfR, Německo), F. K. Baganoff (MIT, USA), M. R. Morris (University of California, USA), T. Bertram (Kolínská univerzita, Německo), M. Dovčiak (Astronomický ústav AV, ČR), D. Downes (IRAM, Francie), W.J. Duschl (Christian-Albrechts-Universität, Německo), V. Karas (Astronomický ústav AV, ČR), S. König (Kolínská univerzita, Německo), T. P. Krichbaum (MPIfR, Německo), M. Krips (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), D. Kunneriath (Kolínská univerzita, Německo), R.-S. Lu (MPIfR, Německo), S. Markoff (Astronomical Institute 'Anton Pannekoek', Nizozemí), J. Mauerhan (University of California, USA), L. Meyer (University of California, USA), J. Moultaka (LATT, Francie), K. Mužić (Kolínská univerzita, Německo), F. Najarro (Centro de Astro Biologia, Madrid, Španělsko), J.-U. Pott (University of California, USA), K. F. Schuster (IRAM, Francie), L. O. Sjouwerman (NRAO, USA), C. Straubmeier (Kolínská univerzita, Německo), C. Thum (IRAM, Francie), S. Vogel (University of Maryland, USA), H. Wiesemeyer (IRAM, Španělsko), M. Zamaninasab (Kolínská univerzita, Německo), J. A. Zensus (MPIfR, Německo)

Kontakty:

Andreas Eckart, Kolínská univerzita, Německo, Tel.: +49 221 470 3546, E-mail: eckart (at) ph1.uni-koeln.de

Fred Baganoff, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA, Tel.: +1 617 253 6892, E-mail: fkb (at) space.mit.edu

Rainer Schödel, Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Španělsko, Tel.: +34 958 230 529, E-mail: rainer (at) iaa.es

Macarena García-Marín, Kolínská univerzita, Německo, Tel.: +49 221 470 7788, E-mail: maca (at) ph1.uni-koeln.de

ESO ALMA/APEX Public Information Officer: Douglas Pierce-Price - +49 89 3200 6759 - dpiercep@eso.org
ESO Press Officer in Chile: Valentina Rodriguez - +56 2 463 3123 - vrodrigu@eso.org

Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Tomáš Mohler