Krmení černé díry se rychle blíží

V průběhu 20 let trvajícího programu, jehož úkolem je využití dalekohledů ESO ke sledování pohybu hvězd kolem supermasivní černé díry v centru Galaxie (eso0846) [1], objevil tým astronomů pod vedením Reinharda Genzela [Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Garching, Německo] unikátní objekt rychle se přibližující k černé díře.

Za posledních sedm let se rychlost pohybu objektu téměř zdvojnásobila a přesáhla 8 milionů km/h. Dráha objektu je velmi protáhlá [2] a v polovině roku 2013 jej přivede do vzdálenosti jen asi 40 miliard km od horizontu událostí černé díry, což je asi 36 světelných hodin [3]. V astronomických měřítkách se jedná o extrémně blízké přiblížení.

Objekt má mnohem nižší teplotu než okolní hvězdy (jen asi 280 °C) a je složen především z vodíku a hélia. Jedná se o oblak prachu a ionizovaného plynu o hmotnosti zhruba třikrát vyšší než Země. Oblak září jen díky silnému ultrafialovému světlu okolních žhavých hvězd v přeplněném srdci Galaxie.  

Aktuální hustota oblaku je mnohem vyšší, než hustota horkého plynu, který obklopuje černou díru. S tím, jak se bude přibližovat ‚hladové bestii‘, stoupající vnější tlak jej dále stlačí. Zároveň bude pokračovat zrychlování v důsledku mohutného gravitačního vlivu černé díry, jejíž hmotnost dosahuje 4 milionů Sluncí, což způsobí protažení oblaku podél dráhy.

„Představa astronauta padajícího do černé díry, který je natahován do podoby ‚špagety‘, je dobře známá z vědecko-fantastické literatury. Ale my nyní můžeme tento proces reálně pozorovat na nově objeveném oblaku. Tento zážitek oblak nepřežije,“ vysvětluje Stefan Gillessen (MPE), vedoucí autor práce.

Okrajové části oblaku již začínají být narušovány a odtrhávány. Již v průběhu let 2008 až 2011 jsme mohli pozorovat jasné známky rozrušování oblaku a očekává se, že jeho struktura se úplně rozpadne v následujících pěti letech [4].

Rovněž se očekává, že se plyn při svém přiblížení k černé díře v roce 2013 také výrazně ohřeje a pravděpodobně začne vyzařovat v rentgenové oblasti spektra. V okolí černé díry se v současnosti nachází jen velmi málo hmoty, takže nově přitažený materiál se na příští roky stane pro černou díru hlavním ‚krmivem‘ a zdrojem energie.

Jedním z možných vysvětlení vzniku oblaku je představa, že hmota pochází z blízkých mladých hmotných hvězd, které rychle ztrácejí materiál v důsledku silného hvězdného větru. A tyto hvězdy doslova odfukují svůj plyn. Kolidující proudy plynu vanoucí ze známé dvojhvězdy, která se nachází na oběžné dráze kolem černé díry, mohly způsobit vznik tohoto oblaku.

„Následující dva roky budou velmi zajímavé a měly by přinést mimořádně cenné informace o chování hmoty v okolí takto extrémně hmotného objektu,“ uzavírá Reinhard Genzel.

Zdroj

Poznámky

[1] Černá díra v centru Galaxie je známa pod označením Sgr A*. Jedná se o nejbližší dosud známou supermasivní černou díru, a tedy o nejlepší exemplář pro detailní výzkum těchto objektů. 

[2] Pozorování byla provedena pomocí kamery s adaptivní optikou NACO a spektrografu SINFONI; oba pracují v oboru infračerveného záření ve spojení s dalekohledem ESO/VLT v Chile. Centrální části Galaxie jsou skryty za hustými prachovými oblaky, které rozptylují a absorbují viditelné světlo. Proto je potřeba pozorování provádět v oboru IR, kde jsou tato oblaka průhlednější.

[3] ‚Světelná hodina‘ je vzdálenost, kterou světlo překoná za jednu hodinu. Je to trochu více, než vzdálenost mezi Sluncem a planetou Jupiter. Pro srovnání, vzdálenost mezi Sluncem a nejbližší jinou hvězdou jsou 4 světelné roky. Oblak prolétne od černé díry ve vzdálenosti menší než desetinásobek vzdálenosti Neptunu od Slunce.  

[4] Tento jev je dobře znám z fyziky tekutin a můžete jej pozorovat například při nalévání sirupu do sklenice vody. Pohyb sirupu vodou směrem dolů je narušován a kapičky se rozpadnou – sirup se rozředí ve vodě.

Další informace

Výzkum je prezentován v článku 'A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre' autorů S. Gillessen a kol., který vyjde 5. ledna 2012 v časopise Nature.

Složení týmu: S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Německo), R. Genzel (MPE; Department of Physics, University of California [UC], USA), T. Fritz (MPE, Německo), E. Quataert (Department of Astronomy, UC, USA), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Německo), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois, USA), T. Ott (MPE).

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 40 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov 251 65, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Stefan Gillessen; Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching, Germany; Tel: +49 89 30000 3839
Email: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel; Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching, Germany; Tel: +49 89 30000 3281
Email: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook; ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer; Garching bei München, Germany; Tel: +49 89 3200 6655; Cell: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org