Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Světlo pro černé díry

Hvězdáři už začínají věřit, že v centru prakticky každé galaxie trůní veleobří černá díra. Potvrzují to i příspěvky, které odezněly na nedávném setkání Americké astronomické společnosti v Rochesteru.

Ilustrační foto...Jistě vás nepřekvapí, že většina ze zmiňovaných referátu se opírala o výsledky získané Hubblovým kosmickým dalekohledem, resp. jeho velmi dobrým spektrografem STIS, který dokáže na rozdíl od pozemských detektorů sledovat i těsné okolí zářivých jader blízkých galaxií. Právě díky jemu dnes spolehlivě víme o více než třech desítkách černých děr s hmotností od jednoho milionu až po dvě a půl miliardy Sluncí.

Galaxie už od dob Edwina Hubbla dělíme podle jejich vzhledu do tří základních kategorií: na galaxie spirální, eliptické a nepravidelné. První typ gravitačně vázaných hvězdných ostrovů se vyznačuje pohledným tenkým diskem o průměru několik desítek tisíc roků, ve kterém mladé zářivé hvězdy a rozsáhlá oblaka mezihvězdné látky vykreslují více či méně nápadnou spirální strukturu. Uprostřed spirálních galaxií najdeme více či méně nápadnou "centrální galaktickou výduť", vlastně jakousi obří kulová hvězdokupa s méně hmotnými a tudíž méně zářivými hvězdami.

V nepravidelné galaxie, jak už jejich název naznačuje, žádnou uspořádanost či symetrii nenajdeme. Jedná se zpravidla o méně hmotné galaxie, v nichž v nedávné době došlo vzplanutí procesu vzniku nových hvězd, velmi často jako důsledek tvrdého gravitačního setkání s blízkou hmotnější galaxií. Velké eliptické galaxie ve tvaru rotačního elipsoidu povětšinou vznikly splynutím několika menších galaxií. Jsou velmi chudé na mezihvězdný plyn, a proto v nich nové hvězdy v současnosti vznikají jenom velmi vzácně.

Současné studie naznačují, v těžišti prakticky každé galaxie s centrální výdutí, ať už jde o spirálu nebo o galaxii eliptickou, sídlí temná a nenasytná kreatura: velmi hmotná černá díra. Dokonce se ukazuje přímá souvislost: "Standardní černá díra má hmotnost 0,2 procenta hmotnosti výdutě," prohlásil na setkání Americké astronomické společnosti John Komendy z Texaské univerzity v Austinu.

Každá galaxie si zřejmě v centru vytvoří jenom tak velkou černou díru, na jakou stačí. Od centra vzdálený tenký disk nemá na hmotnost ústřední černé díry pražádný vliv. Například blízká M 33 v souhvězdí Trojúhelníku má sice velmi impozantní spirály, ale prakticky v ní chybí jádro: v jejím středu se tudíž nachází černá díra s hmotností nejvýš padesát tisíc Sluncí.

Ilustrační foto...Sousední M 31 z Andromedy, velikostí srovnatelná s naší Galaxií, je už domovem mnohem hmotnější černé díry o hmotnosti odhadované na 30 milionů Sluncí. Potvrdil to pohyb jednotlivých stálic v centrálních oblastech této spirály. Zajímavé je, že do jejího harému patří i menší, eliptická M 32. Ta má většinu hmoty soustředěnu do "výdutě", a proto v ní trůní temný objekt o hmotnosti 2 miliony Sluncí.

Výrazně celkově otylejší je Sombrero, M 104. Vzdálenost této spirály se odhaduje na třicet milionů světelných roků a patří ke skupině galaxií v Panně. Je podivuhodné, kolik ji obklopuje kulových hvězdokup -- na dva tisíce! V porovnání s tím jsou naše Galaxie (necelých 200 kulových hvězdokup) či M 31 (kolem 350 hvězdokup) jenom "chudými příbuznými". Obří Sombrero má mnohonásobně větší zářivý výkon a v jeho nitru existuje černá díra s hmotností nejméně půl miliardy Sluncí.

Na vrcholu černoděrového žebříčku je pak obří eliptická M 87, jedno z center kupy galaxií v Panně. Z pohybu plynu v těsném okolí těžiště tohoto objektu vyplývá, že zde existuje černá díra o hmotnosti tři miliardy Sluncí! Na stejné, ba dokonce ještě větší kreatury narazíme i u jiných, vzdálenějších galaxií.

Centrální černé díry ze svého okolí vysávají veškerý materiál, svým slapovým působení jsou s to roztrhat nejen gravitačně nepevná molekulová oblaka, ale i celé hvězdy. Je-li pohlcovaného materiálu dostatek, projevují se tyto černé díry jako intenzivně zářící aktivní galaktická jádra, jako radiogalaxie, blazary i kvasary. "Zatímco černé díry o hvězdných hmotnostech vznikají jako výsledek rychlého vývoje hvězd o počáteční hmotnosti několika desítek Sluncí, jejich veleobří protějšky mají zcela jiný původ," komentoval tyto velmi zvláštní objekty Zdeněk Mikulášek z brněnské hvězdárny.

Ilustrační foto..."Její rozměry charakterizuje tzv. Schwarzschildův poloměr, jenž vyjádřen v kilometrech odpovídá trojnásobku hmotnosti v jednotkách slunečních. Obecně se soudí, že hmotnosti černých děr mohou výjimečně dosáhnout i 10 miliard Sluncí. Taková monstra mají poloměr až 200 astronomických jednotek. Kdybychom si vypočítali jakousi střední, fiktivní hustotu takového objektu, pak vyjde docela lidská hodnota. Je však nutné si uvědomit, že hmota uvnitř i takto hmotné černé díry je ve skutečnosti soustředěna v jediném bodu, v tzv. singularitě."

Stále více se prosazuje přesvědčení, že podobu nenasytné černé díry ovlivňují jak počáteční podmínky asistující při vzniku galaxie, tak i následný vývoj systému. Ještě před časem přitom vládl názor, že se tyto extrémní objekty v drtivé většině případů rodily osamoceně krátce po velkém třesku a teprve později kolem sebe nechaly narůst zářivou ozdobu mnoha miliard hvězd. Dnes jsou ve hře hned tři scénáře:

  • Malá černá díra stimulovala vznik galaxie z rozsáhlého oblaku vodíku, který vznikl po velkém třesku. Materiál padající do těžiště je pak zčásti přidal na váze, zčásti zkondenzoval do jednotlivých hvězd. Vznikla tak velká eliptická galaxie, v jejím centru sedí velká černá díra. Dnes už ale není příliš aktivní, jelikož ve svém okolí vyzobala většinu látky. Současně se zdá, že temná příšera nemůže tloustnou po neomezeně dlouhou dobu, ale že se příliv nové látky časem zabrzdí, mj. i proto, že s narůstající hmotností klesá intenzita jejího slapové půsebení a tudíž i její apetit.
  • Při náhodné srážce dvou obyčejných spirál se dvěmi centrálními, ale nijak výjimečnými černými dírami, vznikla jedna větší galaxie a po splynutí i jedna větší.
  • Nijak výrazná spirální galaxie se ve svém centru zmohla na nepříliš hmotnou černou díru. Ta však změnila poměry v systému, směrem do centra začal téct mezihvězdný materiál. Ten jednak zvýšil její hmotnost, jednak značně upravil vzhled galaxie.
Jak se vlastně podařilo změřit hmotnosti jednotlivých černých děr? Jednoduše, z pohybu plynu, který obíhá kolem těžiště galaxie. Ve dvou případech Hubble dokonce narazil na plynné disky rotující rychlostí až deset milionů kilometrů v hodině. Vzhledem k minimálním rozměrům centrálního tělesa tak musí jít o černou díru. Hlavní roli přitom hraje speciální spektroskop, jenž analyzuje přicházející světlo v širokém rozsahu vlnových délek od blízkého infračerveného až po ultrafialové pásmo.

"Jenom spektroskop STIS dokáže odhalit rychlé pohyby plynu v centrech blízkých galaxií. Kosmický dalekohled umístěný nad neklidnou atmosférou totiž poskytuje nezbytně ostré záběry, které umožňují sledovat pohyb v těsném okolí černých děr," komentoval výsledky Hans-Walter Rix, z Evropské kosmické agentury, které náleží část pozorovacího času vesmírné observatoře. Typickým příkladem je nenápadná galaxie NGC 3998, která se nachází 70 milionů světelných roků daleko. Profil radiálních rychlostí plynu zcela jasně ukázal, že systém vykrmuje černou díru o velikosti 190 milionů Sluncí. Jinou možností u velmi blízkých galaxií je sledovat pohyb jednotlivých hvězd. To se podařilo třeba v případě Mléčné dráhy nebo M 31.

Ale abychom dali prostor i pesimistům: existují oprávněné námitky, že dosud získaná pozorování vlastně existenci černých děr nedokazují. Všechno to jsou jenom nepřímé, byť velmi solidní důkazy. Na záběry z těsného okolí těchto unikátních objektů si ale počkáme ještě hodně dlouhou. Výpočty totiž ukazují, že i v případě blízké M 31 je úhlový rozměr Schwarzschildova poloměru centrální černé díry kolem tří miliontin úhlové vteřiny.

Bohužel, ani ostrozraký Hubble, dnes to nejlepší, co máme k dispozici, nerozliší podrobnosti pod 0,1 úhlové vteřiny. Následující tvrzení Hanse-Waltere Rix je však i přesto oprávněné: "Je nad Slunce jasné, že v blízkém vesmíru najdeme v galaxiích celou řadu velmi hmotných černých děr. Hubblu je rutině objevuje úplně všude. Dokonce se zdá, že příroda nedokáže velkou galaxii bez pomoci černé díry vyrobit."

Jiří Dušek

| Zdroj: Autor děkuje Zdeňku Mikuláškovi za pomoc při přípravě článku. IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Poprava stanice se odkládá
Ilustrační foto...
První fotografie ze sondy Kaguya
Ilustrační foto...
Dvě lampy v mlze: co lze vyčíst z jejich snímk
Ilustrační foto...
Instantní galerie 23 – kometa na jižní poloko
Ilustrační foto...
Keckova dvojčata v provozu
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691