Černá díra nafukuje velkou bublinu

ESO 028/10 tisková zpráva

Na základě pozorování provedených pozemním teleskopem ESO/VLT a kosmickou rentgenovou observatoří Chandra (NASA) astronomové odhalili dosud nejmohutnější dvojici výtrysků, vyvrhovaných hvězdnou černou dírou. Objekt někdy popisovaný jako mikrokvasar rozfukuje obrovské bubliny horkého plynu, které mají v průměru až 1 000 světelných let. Jsou tedy dvakrát větší a k jejich vytvoření je potřeba až 10krát více energie, než bylo pozorováno u dalších známých mikrokvasarů. Objev byl publikován v časopise Nature.   

„Byli jsme opravdu překvapeni, kolik energie černá díra předává okolnímu plynu,“ říká vedoucí autor článku Manfred Pakull. „Tato černá díra má hmotnost jen několika Sluncí, ale je skutečnou miniaturou těch největších a nejjasnějších kvasarů či rádiových galaxií, které mají ve svém středu obří černé díry o hmotnosti několika milionů Sluncí.“

O černých dírách víme, že při pohlcování hmoty vydávají ohromné množství energie. Domnívali jsme se, že většina je uvolněna ve formě rentgenového záření. Nová pozorování však ukazují, že některé černé díry mohou stejné či větší množství energie uvolňovat v podobě usměrněných proudů rychle se pohybujících částic, takzvaných jetů. Tyto proudy interagují s okolním mezihvězdným plynem, zahřívají jej a způsobují jeho rozpínání. Zvětšující se bublina pak obsahuje směs horkého plynu a rychlých částic s různými teplotami. Pozorování tohoto procesu na různých vlnových délkách od rádiových vln přes viditelné světlo až po rentgenové záření vědcům umožňuje spočítat celkové množství energie, kterou černá díra ohřívá své okolí.  

Astronomové mohou pozorovat 'skvrny‘, kde dochází k prvnímu kontaktu jetů s mezihvězdným plynem, a rozpínání bubliny horkého plynu rychlostí až 1 milion km/h.

„Ve srovnání s velikostí černé díry je délka vytvořených jetů doslova ohromující“, říká spoluautor Robert Soria [1]. „Pokud bychom černou díru zmenšili na velikost fotbalového míče, dosahoval by každý z jetů ze Země až za dráhu trpasličí planety Pluto.“
 
Provedená studie astronomům umožní pochopit podobnost malých černých děr, vytvořených při explozi hvězd, a supermasivních černých děr v centrech galaxií. Proudy rychlých částic se vyskytují poměrně často u supermasivních černých děr, ale předpokládalo se, že v případě mikrokvasarů tomu tak není. Tento objev však ukazuje, že mnoho jetů u hvězdných černých děr mohlo dosud zůstat nepozorováno. 

Tato černá díra odvrhující plyn se nachází 12 milionů světelných let od nás na okraji spirální galaxie NGC 7793 (eso0914b). Na základě rychlosti expanze bubliny astronomové odhadují, že proudy částic jsou zde aktivní alespoň 200 000 let.
 

Zdroj

Poznámky

[1] Astronomové nemají v současnosti žádnou možnost, jak přímo měřit velikost černé díry (ale její rozměry jsou úměrné hmotnosti). Nejmenší dosud objevená hvězdná černá díra má poloměr asi 15 km. Průměrná hvězdná černá díra má hmotnost asi 10 Sluncí a poloměr asi 30 km. Ty největší mohou mít v průměru až 600 km. To je však stále mnohem méně, než délka vytvořených jetů, které se mohou táhnout i několik světelných let v obou směrech.
 

Další informace

Výsledky jsou publikovány v časopise Nature v článku ‘A 300 parsec long jet-inflated bubble around a powerful microquasar in the galaxy NGC 7793‘ autorů Manfred W. Pakull, Roberto Soria a Christian Motch.

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 14 členskými státy, kterými jsou: Belgie, 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 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• Odborný článek
• Black Hole Press Kit (pdf 3,14 MB)

Kontakty

Manfred W. Pakull and Christian Motch; University of Strasbourg, France; Tel: +33 3 68 85 24 30, +33 3 68 85 24 28; Email: manfred.pakull@astro.unistra.fr, christian.motch@astro.unistra.fr

Roberto Soria; MSSL, University College London, UK; Tel: +44 1483 204100 or +61 420 712 167; Email: rsoria@physics.usyd.edu.au

Henri Boffin; ESO, La Silla, Paranal and E-ELT Press Officer; Garching, Germany; Tel: +49 89 3200 6222; Cell: +49 174 515 43 24
Email: hboffin@eso.org


Překlad: Jiří Srba, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Viktor Votruba +420 267 103 040; votruba@physics.muni.cz

autor: Jiří Srba