Jak silné může být magnetické pole černé díry?

Černé díry jsou proslulé svojí obrovskou gravitací: jejich silná přitažlivost umožňuje dokonce pohlcovat celé hvězdy a na druhou stranu vystřelovat proudy hmoty do okolního prostoru téměř rychlostí světla. V novém článku publikovaném v časopise Science astronomové z University of Florida sdělují, že tyto monstrózní objekty však mají významně slabší magnetická pole, než se doposud předpokládalo.

Černá díra známá jako V404 Cygni o průměru 64 kilometrů, která se nachází ve vzdálenosti 8 000 světelných roků od Země, umožnila první precizní měření magnetických polí, která obklopují jednu z nejhlubších gravitačních „propastí“ ve vesmíru. Autoři studie zjistili, že magnetické pole v okolí černé díry je přibližně 400× slabší, než předpovídaly dosavadní hrubé odhady.

Měření přivedlo vědce blíže k pochopení skutečnosti, jak funguje magnetismus černých děr a  prohloubilo naše znalosti o tom, jak se hmota chová pod vlivem velice extrémních podmínek. Měření rovněž pomohou vědcům vyřešit půl století starou záhadu, jak se částice ve výtryscích (v tzv. jetech) pohybují téměř rychlostí světla vymrštěné magnetickým polem černé díry, zatímco všechno ostatní je přitahováno dovnitř, říká spoluautor studie Stephen Eikenberry, profesor astronomie na University of Florida’s College of Liberal Arts and Sciences.

„Otázkou je, jak je to možné?“ ptá se Stephen Eikenberry. „Překvapivě nízké naměřené hodnoty magnetického pole povedou ke vzniku nových teoretických modelů, které dříve předpokládaly silná magnetická pole urychlující a usměrňující pozorované výtrysky. Nečekali jsme, že nová měření tolik změní naše poznatky.“

Autoři studie zdokonalili měřící techniku při zpracování dat shromážděných v roce 2015 v průběhu ojedinělého vzplanutí výtrysku u černé díry. Úkaz byl pozorován pomocí dalekohledu o průměru 10,4 metru na Gran Telescopio Canarias, což je největší dalekohled světa nacházející se na Kanárských ostrovech (Španělsko). Na jeho výstavbě se podílela i University of Florida. K pozorování byla použita kamera CIRCE (Canarias InfraRed Camera Experiment), která je součástí příslušenství dalekohledu.

„Menší výtrysky (jety) produkované černými dírami, podobně jako výtrysk pozorovaný v rámci studie, jsou ´rockovými hvězdami´ v galaxiích. Jejich výbuchy se objevují náhle a mají krátké trvání,“ říkají hlavní autor studie Yigit Dalilar a spoluautor Alan Garner, doktorandští studenti astronomického oddělení University of Florida. Výbuch, který se odehrál v roce 2015 na V404 Cygni, trval pouze dva týdny. Stejná černá díra se prozradila obdobným výbuchem již v roce 1989.

„Pozorování to bylo velmi výjimečné, k jakému dochází jednou nebo dvakrát za profesní život,“ říká Yigit Dalilar. „Tento objev nás posunul o jeden krůček blíže k pochopení toho, jak vesmír ve skutečnosti funguje.“

Poznámka: Výbuchy objektu V404 Cygni byly rovněž pozorovány v rentgenovém oboru detektory na kosmické observatoři s názvem NuSTAR provozované California Institute of Technology a NASA, ve viditelném světle pak kamerou UltraCAM na dalekohledu William Herschel Telescope na Kanárských ostrovech a data v oboru rádiového záření detekoval radioteleskop Arcminute Microkelvin Imager Telescope, který se nachází ve Velké Británii poblíž Cambridge. Výzkumy podporují National Science Foundation a University of Florida.

Zdroj: https://social.shorthand.com/UFNews/uyeqsNATm8u/how-strong-are-black-holes-really a https://phys.org/news/2017-12-black-holes-magnetism-surprisingly-wimpy.html

autor: František Martinek