Roztrhaný černou dírou

ESO 032/13 tisková zpráva

VLT sleduje v reálném čase přiblížení oblaku plynu k obří černé díře ve středu Galaxie

V roce 2011 objevil dalekohled ESO/VLT oblak plynu s hmotností několikrát převyšující Zemi, který se přibližoval směrem k černé díře ve středu naší Galaxie (eso1151) [1]. Tento oblak v současnosti prochází nejbližším bodem (pericentrem) své dráhy kolem černé díry a pozorování pomocí dalekohledu VLT ukazují, že byl výrazně protažen v jejím gravitačním poli.

„Čelo oblaku je v současnosti roztaženo do délky kolem 160 miliard kilometrů podél nejbližšího bodu oběžné dráhy, který je vzdálen asi 25 miliard kilometrů od černé díry. Oblak zkrátka jen o vlásek unikl úplné zkáze,“ vysvětluje vedoucí týmu pozorovatelů Stefan Gillessen (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Německo) [2]. "Oblak je tak roztažen, že průchod pericentrem černé díry se neodehraje najednou, ale celý proces potrvá přinejmenším rok.“

Jak je oblak stále více natahován, jeho světlo se pozoruje čím dál obtížněji. Pouze díky téměř dvacetihodinové celkové expozici okolí černé díry pomocí přístroje SINFONI – což je mimochodem dosud nejdelší expozice této oblasti pořízená pomocí spektrometru pro celé pole [3] – se členům týmu podařilo změřit rychlosti různých částí oblaku při jeho pohybu kolem černé díry [4]. 

„Nejzajímavější na tomto pozorování je, že nyní vidíme čelo oblaku, jak se podél dráhy blíží zpátky k nám rychlostí 10 milionů kilometrů za hodinu – a to je neuvěřitelné, dosahuje 1 % rychlosti světla,“ poznamenává Reinhard Genzel, vedoucí výzkumné skupiny, která tuto oblast zkoumá téměř 20 let. „To znamená, že přední část oblaku již prošla nejbližším bodem na dráze kolem černé díry.“

Původ tohoto oblaku plynu zůstává záhadou, i když možností není málo [5]. Nová pozorování však množství přijatelných variant zúžila.

„Nyní pozorujeme, jak se oblak protáhl a téměř se zformoval do tvaru špagety, podobně jako nešťastný astronaut ve vědecko-fantastickém filmu. To znamená, že v nitru oblaku pravděpodobně není žádná hvězda,“ dodává Gillessen. „V tomto okamžiku se domníváme, že oblak pochází z některé z hvězd, které obíhají kolem černé díry.“    

Nejdůležitější fáze tohoto unikátního jevu ve středu Galaxie v současnosti vrcholí a astronomové z celého světa ji pozorně sledují. Rozsáhlá pozorovací kampaň jistě poskytne bohatá data, která odhalí více nejen o plynovém oblaku [6], ale pomohou také lépe poznat oblasti v blízkosti černé díry, které dosud nebyly zkoumány, a sledovat efekty její super-silné gravitace.

Zdroj

Poznámky

[1] Odhaduje se, že černá díra uprostřed Galaxie má hmotnost asi 4 miliony Sluncí. Tento objekt je formálně označování jako Sgr A* (Sagittarius A ‚s hvězdičkou‘). Jedná se o zdaleka nejbližší supermasivní černou díru a je to tedy jediný objekt tohoto typu, který lze zkoumat relativně zblízka. Příspěvek k výzkumu černé díry v centru Galaxie a jejího okolí je bodem číslo jedna na seznamu deseti nejvýznamnějších objevů ESO.

[2] Vzdálenost nejbližšího bodu k černé díře na oběžné dráze oblaku (obecně pericentra) je asi 5krát větší než vzdálenost Neptunu od Slunce. 

[3] V zařízení označovaném jako ‚spektrometr pro celé pole‘ (integral field spectrometer) je světlo dopadající na každý element obrazu samostatně rozloženo na spektrum, které je následně pro každý pixel zvlášť zaznamenáno. Každé spektrum je pak možné zkoumat odděleně a díky tomu vytvářet například rychlostní mapy nebo určovat změny složení v různých částech objektu.  

[4] Členové týmu doufají, že se jim rovněž podaří nalézt známky interakce rychle se pohybujícího oblaku s plynem v okolí černé díry. Dosud se však nic takového pozorovat nepodařilo, ale v plánu jsou další pozorování za tímto účelem.

[5] Astronomové si myslí, že se mohl vytvořit z částic hvězdného větru stálic, obíhajících kolem černé díry. Nebo by se mohlo jednat o zbytky jetu vyvrženého přímo z centra Galaxie. Další možnost předpokládala, že by se uvnitř oblaku mohla nacházet hvězda, která oblak vytvořila buď svým hvězdným větrem, a nebo že se jedná o pozůstatek prachoplynného disku kolem této hvězdy. 

[6] Astronomové očekávají, že v průběhu tohoto jevu v centru Galaxie se vývoj oblaku začne řídit nejen čistě gravitačními efekty, ale že dojde i na slapové jevy a složitější turbulentní hydrodynamiku.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku "Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center" autorů S. Gillessen a kol., který vyšel v odborném časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: S. Gillessen (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Německo [MPE]), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Německo [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) a A. Burkert (USM; MPE).

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
• stránky MPE věnované středu Galaxie

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

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

Reinhard Genzel; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching bei München, 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; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1332. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.