Odborníci z konsorcia evropských institucí včetně mezivládní organizace ESO, jejímž členem je i ČR, použili nesmírně citlivý přístroj GRAVITY pro interferometr ESO/VLTI k pozorování záblesků infračerveného záření přicházejícího z akrečního disku kolem hmotného objektu ležícího v samotném srdci naší galaxie Mléčné dráhy, který se nazývá Sagittarius A*.

Zachycené záblesky přinášejí dlouho hledaný důkaz, že objekt v centru Galaxie je opravdu supermasivní černou dírou o hmotnosti čtyř milionů Sluncí.

Simulace oběhu hmoty v blízkosti černé díry. Vizualizace využívá data ze simulací orbitálního pohybu plynu kroužícího rychlostí asi 30 % rychlosti světla kolem černé díry.

Simulace oběhu hmoty v blízkosti černé díry. Vizualizace využívá data ze simulací orbitálního pohybu plynu kroužícího asi 30procentní rychlostí světla kolem černé díry.

FOTO: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada

„Záblesky produkuje hmota obíhající v těsné blízkosti horizontu událostí, získaná pozorování proto představují dosud nejdetailnější pohled na materiál obíhající takto blízko černé díry,“ uvedla ESO v tiskové zprávě.

Dostat se blízko je osudné

Zatímco část hmoty v takzvaném akrečním disku, tedy pásu plynu obíhajícím Sagittarius A* relativistickými rychlostmi, se může kolem černé díry pohybovat bezpečně, tak vše, co se ocitne příliš blízko, je odsouzeno ke „vcucnutí“ pod horizont událostí.

Relativistické rychlosti jsou tak vysoké, že se při nich stávají důležitými efekty plynoucí z obecné teorie relativity. V případě akrečního disku kolem Sagittaria A* se plyn pohybuje 30procentní rychlostí světla.

Bezpečná oblast kolem černé díry, kde může hmota ještě obíhat, aniž by byla nenávratně vtažena, se označuje jako nejvnitřnější stabilní dráha. Odtud pocházejí nově zaznamenané záblesky.

Mapka zachycuje polohu objektu Sagittarius A* v souhvězdí Střelce. Vyznačena je většina hvězd viditelných pouhým okem na tmavé obloze, poloha díry je označena červeným kroužkem.

Mapka zachycuje polohu objektu Sagittarius A* v souhvězdí Střelce. Vyznačena je většina hvězd viditelných pouhým okem na tmavé obloze, poloha díry je označena červeným kroužkem.

FOTO: ESO, IAU and Sky & Telescope

„Je šokující skutečně spatřit hmotu obíhající kolem černé díry rychlostí 30 procent rychlosti světla,“ konstatoval Oliver Pfuhl, vědecký pracovník německého Institutu Maxe Plancka, konkrétně z oddělení mimozemské fyziky (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, MPE).

„Mimořádná citlivost přístroje nám umožnila pozorovat proces akrece v reálném čase a v dosud nedostižných podrobnostech,“ dodal.

Akrece neboli narůstání je v astronomii gravitační proces, kterým se formují tělesa jako planety a hvězdy z prachu a plynu.

Zařízení GRAVITY kombinuje světlo ze čtveřice dalekohledů ESO/VLT. Vzniká tak virtuální superteleskop o průměru asi 130 metrů, který vědci použili ke zkoumání pravé povahy zdroje Sagittarius A*.

Infračervené emise u černé díry

Vědci navíc zpozorovali i zajímavé jasné záblesky infračervených emisí z okolí černé díry, jak Pfuhl doplnil.

Tyto emise vyvolané elektrony s velmi vysokou energií v těsné blízkosti díry se projevily jako tři nápadné jasné záblesky a jejich vlastnosti přesně souhlasí s teoretickými předpověďmi pro horké skvrny obíhající kolem objektu Sagittarius A*. Předpokládá se, že pocházejí z magnetických interakcí ve velmi horkém plynu obíhajícím okolo.

Snímek centrální části Mléčné dráhy, jak vypadá v oblasti blízké infračervenému záření. Sledováním pohybů centrálních hvězd za více než 16 let byli astronomové schopni určit hmotnost supermasivní černé díry, která se zde ukrývá.

Snímek centrální části Mléčné dráhy, jak vypadá v oblasti blízké infračervenému záření. Sledováním pohybů centrálních hvězd za více než 16 let byli astronomové schopni určit hmotnost supermasivní černé díry, která se zde ukrývá.

FOTO: ESO/S. Gillessen et al.

„Vždy to byl jeden z našich vysněných projektů a nikdy jsme nepřestali doufat, že se stane skutečností. K letitému předpokladu, že Sagittarius A* je supermasivní černá díra, mohu říci, že aktuální výsledek je jednoznačným potvrzením daného paradigmatu,“ uzavřel vedoucí výzkumu Reinhard Genzel z MPE.

Dřívější americký výzkum navíc naznačil, že v nitru Galaxie mohou být hned tisíce černých děr. Velké černé díry v centrech galaxií jsou totiž pravděpodobně oklopeny mnoha menšími. Tito astronomové již operovali s tím, že Sagittarius A* existuje. [celá zpráva]