Objevena nejzuřivější černá díra

Kvasary jsou intenzivně zářící centra vzdálených galaxií, kterým dodávají energii mohutné černé díry. V rámci této studie vědci detailně zkoumali kvasar nesoucí označení SDSS J1106+1939. K výzkumu použili přístroj X-shooter a dalekohled ESO/VLT, který se nachází na observatoři Paranal v Chile [1]. Ačkoliv černé díry jsou především známy díky pohlcování hmoty, většina kvasarů využívá okolí černé díry naopak k urychlení materiálu a jeho vyvržení pryč vysokou rychlostí.

„Objevili jsme kvasar s nejmohutnějším odtokem hmoty, jaký je dosud znám. Hmota, kterou kvasar SDSS J1106+1939 vyvrhuje vysokou rychlostí, odnáší množství energie přinejmenším ekvivalentní záření dvou bilionů Sluncí. To je asi 100krát více, než vyzařuje celá naše Galaxie. Je to opravdu kolosální jev,“ říká vedoucí týmu Nahum Arav (Virginia Tech, USA). „Je to poprvé, kdy se podařilo u kvasaru naměřit ztrátu hmoty, která odnáší tak velké množství energie, jaké předpovídá teorie.“

Řada simulací naznačuje, že dopad mohutné ztráty hmoty a vyzařování na mateřskou galaxii by mohl vyřešit řadu záhad moderní kosmologie. A to včetně otázek, jak je svázána hmotnost celé galaxie s hmotností centrální černé díry, nebo proč je ve vesmíru tak málo velkých galaxií. Otázka, jestli jsou či nejsou kvasary schopné vyprodukovat tak mohutné procesy, které by ovlivnily zmíněné jevy, zůstávala dlouho nezodpovězena [2].

Nově objevený odtok hmoty se nachází asi tisíc světelných let od supermasivní černé díry, v srdci kvasaru SDSS J1106+1939. Je přinejmenším pětkrát mohutnější, než dosud rekordní pozorovaný jev tohoto typu [3]. Analýza provedená členy týmu ukazuje, že každý rok odteče z tohoto kvasaru hmota přibližně 400 Sluncí a pohybuje se přitom rychlostí až 8 000 km za sekundu.  

„Bez pomoci VLT a spektrografu X-shooter bychom nezískali dostatečně kvalitní data potřebná k tomuto objevu,“ říká Benoit Borguet (Virginia Tech, USA), hlavní autor článku. „Poprvé jsme mohli detailně zkoumat oblast okolí kvasaru.“

Kromě kvasaru SDSS J1106+1939 členové týmu rovněž pozorovali další objekt tohoto typu a odhalili, že u obou dochází k mohutnému odtoku hmoty. Pokud jsou tyto dva objekty typickými představiteli běžné, ale dosud málo prozkoumané skupiny kvasarů [4], měly by výsledky být široce použitelné na všechny jasné kvasary ve vesmíru. Borguet a jeho kolegové v současnosti hledají další podobné exempláře kvasarů, aby svoji domněnku mohli potvrdit.

„Něco podobného jsem hledal deset let,“ říká Nahum Arav, „takže je opravdu vzrušující konečně nalézt tak obrovskou ztrátu hmoty, jakou předpovídá teorie.“  

Zdroj

Poznámky

[1]  Členové týmu pozorovali kvasary SDSS J1106+1939 a J1512+1119 v dubnu 2011 a březnu 2012 pomocí spektrografu X-shooter a dalekohledu ESO/VLT. Díky rozkladu světla na jeho jednotlivé složky a důkladnému studiu vzniklého spektra mohli astronomové odvodit rychlost pohybu i další vlastnosti hmoty v blízkosti kvasaru.

[2] Mohutná ztráta hmoty pozorovaná v kvasaru SDSS J1106+1939 představuje takové množství kinetické energie, které může hrát významnou roli v procesech zpětně ovlivňujících celou aktivní galaxii, a které typicky vyžadují vstupní mechanickou energii zhruba 5 % zářivosti kvasaru. Množství, v jakém je kinetická energie přenášena prostřednictvím odtoku hmoty, je popisováno jako jeho kinetická zářivost (kinetic luminosity)   

[3] Kvasar SDSS J1106+1939 má odtok hmoty s kinetickou zářivostí přinejmenším 10⁴⁶ erg za sekundu. Vzdálenost odtoku od středu kvasaru (300 – 8000 světelných let) je mnohem větší, než se očekávalo, což naznačuje, že jej pozorujeme velmi daleko od oblasti, kde ve skutečnosti vzniká (0,03 – 0,4 světelného roku).

[4] Typ kvasaru známý jako BAL (Broad Absorption Line).

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows”, který byl publikován v odborném časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: B. C. J. Borguet (Virginia Tech, USA), N. Arav (Virginia Tech, USA), D. Edmonds (Virginia Tech, USA), C. Chamberlain (Virginia Tech, USA), C. Benn (Isaac Newton Group of Telescopes, Španělsko).

V roce 2012 si připomínáme padesáté výročí založení Evropské Jižní Observatoře (ESO). ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

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

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

Nahum Arav; Virginia Tech; Blacksburg, VA, USA; Tel.: +1 540 231 8736; Email: arav@vt.edu

Benoît Borguet; Virginia Tech; Blacksburg, VA, USA; Email: b.borguet@alumni.ulg.ac.be

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