Největší zásobárna vody ve vesmíru

Dva týmy astronomů objevily největší a nejvzdálenější zásobárnu vody ve vesmíru, jaká kdy byla vůbec nalezena. Její množství je stěží představitelné. Objem této kosmické „nádrže“ 140 biliónkrát převyšuje zásoby vody ve světových oceánech planety Země. Tato voda je rozptýlena v okolí obrovské „krmící se“ černé díry (tzv. kvasaru), která se nachází ve vzdálenosti více než 12 miliard světelných let.

„Prostředí v okolí tohoto kvasaru je velice unikátní v tom, že produkuje enormní množství vody,“ říká Matt Bradford, vědecký pracovník NASA, Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně (Kalifornie). „Je to další důkaz toho, že voda je rozšířena v celém vesmíru, a to od jeho rané fáze existence.“ Matt Bradford je vedoucím jednoho týmu astronomů, který se podílel na tomto objevu. Výzkumy jeho týmu byly částečně financovány NASA a byly publikovány v časopise Astrophysical Journal Letters.

Kvasar je aktivován mimořádně hmotnou černou dírou, která neustále „požírá“ prach a plyn z okolního disku. Obě skupiny astronomů studovaly konkrétní kvasar s označením APM 08279+5255, v jehož středu se nachází černá díra o hmotnosti 20 miliard hmotností našeho Slunce a který produkuje velké množství energie rovnající se výkonu tisíce biliónů Sluncí.

Astronomové očekávali, že vodní pára bude přítomna i v mladém vzdáleném vesmíru, ale doposud nebyla nikdy detekována v tak velké vzdálenosti. Voda je přítomna také v naší Galaxii (Mléčné dráze). Její celkové množství je zde asi 4 000krát menší než v okolí kvasaru APM 08279+5255. Většina vody v naší Galaxii existuje v podobě ledu.

Vodní pára je důležitý plyn, umožňující odhalení povahy kvasarů. U tohoto konkrétního kvasaru je vodní pára rozptýlena v oblaku plynů, v oblasti o průměru několika stovek tisíc světelných let (světelný rok odpovídá vzdálenosti přibližně 9,5 biliónu km). Prach a plyn pravděpodobně vytváří kolem centrální černé díry torus (viz obrázek). Přítomný plyn je nezvykle teplý a hustý v porovnání s běžnými vesmírnými standardy. Ačkoliv je plyn zmrazený na teplotu -53 °C a je 300 biliónkrát řidší než zemská atmosféra, je ve skutečnosti 5krát teplejší a 10krát až 100krát hustější, než je typické v galaxiích, jako je ta naše.

Měření přítomnosti vodní páry a dalších molekul, jako je například oxid uhelnatý, naznačují, že je zde dostatečné množství plynu v podobě „potravy“ pro černou díru, která může zvětšit svoji velikost přibližně šestkrát. Jestli se to stane však není jasné, protože přítomný plyn se může zformovat do podoby hvězd či může být z kvasaru vypuzen.

Bradfordův tým prováděl svá pozorování od roku 2008 pomocí přístroje nazvaného „Z-Spec“, který je instalován na California Institute of Technology's Submillimeter Observatory, což je radiotelskop o průměru 10,4 m umístěný v blízkosti vrcholu sopky Mauna Kea (Havajské ostrovy). Další pozorování byla uskutečněna pomocí Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), což je řada antén radioteleskopů na Inyo Mountains v jižní Kalifornii (viz obrázek).

Druhá pozorovatelská skupina, jejíž vedoucím je Dariusz Lis, zástupce ředitele Caltech Submillimeter Observatory, použila ke hledání vody Plateau de Bure Interferometer ve Francouzských Alpách. Tento tým v roce 2010 detekoval vodu v objektu APM 08279+5255 při studiu jedné spektrální čáry. Bradfordův tým byl schopen získat mnohem větší množství informací o vodě, včetně zjištění jejích obrovských zásob, protože studoval hned několik spektrálních čar vodní páry.

Zdroj: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-223

autor: František Martinek