Vodotrysky horkého plynu vybuchují ze zběsilé černé díry v srdci velké galaxie známé radioastronomům jako Hercules A. (https://public.nrao.edu/mediause)
Vodotrysky horkého plynu vybuchují ze zběsilé černé díry v srdci velké galaxie známé radioastronomům jako Hercules A. (https://public.nrao.edu/mediause)
Poprvé od předpovězení existence fenoménu černých děr teoretickými fyziky to vypadá, že bude možné tento jev skutečně pozorovat.

Při pozorování obřích mezihvězdných mračen astronomové zachytili známky tvorby černých děr. Vědci doufají, že příští rok uvidí supermasivní černou díru uprostřed galaxie Mléčné dráhy.

V co astronomové doufají, je, že zpozorují, co se nazývá „horizont události“. Jde o hranici, za niž nemůže nic – ani světlo – uniknout černé díře. Součástí tohoto jevu by měl být vznik tzv. akrečního disku – mohutného torusu plynu a prachu, jehož vnitřní část přechází v rotující plazmu.

Akreční disk a černá díra v polarizovaném světle


„Zachycení jevu horizontu události bylo mimo náš dosah po velmi dlouhou dobu. To, že budeme moci konečně tento jev pozorovat a současně vycházet ze stávajících technologií, je velmi povzbuzující. Navíc to jistojistě přispěje k prohloubení pochopení gravitačních vln,“ říká astrofyzik Michael Brown.

Projekt, který umožní sledování této události, se nazývá Event Horizon Telescope (EHT). Jedná se o propojení radioteleskopů v Arizoně, Chile, Mexiku, Španělsku, Havaji a jižním pólu, které tvoří společné pole a využívající algorytmus CHIRP založen na interferometrii. K pozorování horizontu události pomocí jednoho radioteleskopu by bylo nutné disponovat zařízením o průměru 10 tisíc kilometrů – což je s průměrem planety 13tisíc kilometrů poněkud problematické. Proto se propojují.1

EHT tak umožní prohloubit výzkum černých děr a potvrdit, doplnit či vyvrátit Einsteinovy teorie.

Černá díra uprostřed naší galaxie, známá jako Sagittarius A*, se odhaduje zhruba na třicetinásobek průměru Slunce a ohromující 4,3 milionů násobek jeho váhy. Střed naší galaxie je od Země vzdálen přibližně 26 000 světelných let. Jen pro představu: je to, jako byste se dívali dalekohledem z New Yorku do Los Angeles na osobu, která drží v ruce čtvrťák, a vy byste byli schopni přečíst datum na minci.

To se očekává od teleskopu Event Horizon 'Scope, že najde v roce 2018 – siluetu v záři radiace v centru galaxie Mléčné dráhy. Simulace z roku 2017 od Jansky Fellow Kazunori Akiyama.


Celosvětový sběr dat a milimetrové spektrum

Ačkoliv se může Sagittarius A* jevit při pohledu ze Země jako smítko prachu, lze ho pomocí moderní techniky detailně pozorovat. Je tomu tak proto, že dotyčné radioteleskopy dokážou pozorovat spektrum až na úroveň milimetrových vlnových délek. Po desetiletí byla rádiová interferometrie prováděna na úrovni centimetrových vlnových délek. Novější přístup by měl přinést snímky s lepším rozlišením.

20180101-vesmir3
Světelná záře bývá často viditelná při horizontu události. (NASA/CXC/MIT/ F. K. Baganoff / Getty Images) 

Klasický teleskop využívající světlo nemůže vidět skrz mračna prachu a plynu, které obklopují černé díry. Radioteleskopy však pracují na mnohem kratších vlnových délkách, a proto mohou vidět skrz.

Video zachycující simulaci černé díry na různých frekvencích / vlnových délkách světla. U vlnové délky zhruba 1 mm lze pozorovat, jak se akreční disk stává průhledným, a my můžeme vidět siluetu černé díry. Kredit: Chi-Kwan Chan
Ve srovnání s viditelným světlem není pozorování na úrovni vlnové délky 1 mm ovlivněno mezihvězdným prachem mezi planetou Zemí a středem naší galaxie.

Skupina vědců pracuje na tomto projektu více než deset let. S rozvojem techniky a zvýšením počtu radioteleskopů získávají tito vědci schopnost zachytit ostrý obraz srdce naší galaxie.

„Věříme, že z pozorování obdržíme fantastické údaje,“ prohlásil Dr. Avery Boderick, jehož práci na projektu financuje Perimetrický institut pro teoretickou fyziku.

Obíhající superobří černá díra v Mléčné dráze


Velké množství dat a měsíce výpočtů

Kromě černé díry v centru naší galaxie se tým vědců zaměřil na pozorování další černé díry, jež je od Země vzdálena 53,5 miliónů světelných let a nachází se uprostřed galaxie s názvem Messier 87 v souhvězdí Panny. V porovnání s černou dírou uprostřed Mléčné dráhy je tato černá díra zhruba 2000krát větší, takže by měla být viditelnější.

Shromažďování dat začalo v dubnu a pokračovalo v průběhu celého roku. Každý radioteleskop produkuje tolik dat, že je nelze nahrát a stáhnout přes internet. Úložiště, která slouží k uschovávání dat, musí být fyzicky přemístěna do jednoho ze dvou zpracovávajících superpočítačů. Jeden se nachází na MIT Haystack Observatory na univerzitě v Massachusetts a další v Německu.

Technologie VLBI (Very-long-baseline interferometry) je metoda přesného měření polohy velmi vzdálených radiových zdrojů. Jak již bylo zmíněno, kombinuje signál z různých radioteleskopů. Jedná se o ústřední bod projektu EHT, jenž byl úspěšně otestován v roce 2015 pomocí sítě radioteleskopů ALMA a APEX pracující v milimetrové a submilimetrové oblasti spektra.


Pokud se vám náš článek líbil, podpořte nás prosím jeho sdílením na sociálních sítích. 

Přeložil a upravil: Petr Matějček; Zdroj: small United States 


* Zdroj: https://earth-chronicles.com/space/astronomers-process-the-first-black-hole-monitoring-data.html