Černé díry jsou pulzujícím srdcem galaxií  
Mocné černé díry v centru galaxií a galaktických shluků zastávají funkci jakéhosi „srdce“ pumpujícího energii v pravidelných intervalech a regulujícího jednak svůj vlastní růst, ale také proces formování nových hvězd.


 


Gravitační síla černých děr je tak velká, že ani světlo ji není schopno opustit. V centru galaxií byly nedávno zjištěny zvláště masívní černé díry o hmotnosti miliardy Sluncí. Materiál padající do černé díry ale způsobuje výtrysky energie. A právě těmi černé díry ovlivňují osud svých hostitelských galaxií. Podle nových poznatků se zdá, že černé díry fungují jako jakési pumpy, jež spíše než násilně, tak jemně a pravidelně pumpují energii do svého okolí. Shodli se na tom vědci z University of Michigan, Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics v Německu, University of Maryland z Baltimore, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a německé Jacobs University.

Zvětšit obrázek
Alexis Finoguenov

 


Vědci pěti zmíněných pracovišť podle dat získaných z Rentgenové observatoře Chandra sledující eliptickou galaxii M84 zjistili, že její centrální černá díra vysílá bubliny horké plasmy do okolního prostoru a že těmito výrony svoje okolí ohřívá. Na základě získaných dat a provedených simulací vědci odvozují, že tato tepelná energie jednak zpomaluje formování nových hvězd a současně také zpomaluje růst samotné černé díry. Oba tyto jevy ale přispívají ke stabilitě galaxie.

 

 

Zvětšit obrázek
Děje pozorované v eliptické galaxii M84 jsou příkladem existence mocné centrální černé díry, která zastává úlohu srdce pumpujícího do těla galaxie energii v pravidelných intervalech. Černá díra tak reguluje svůj vlastní růst, stejně jako proces formování hvězd.
Kredit: X-ray NASA/CXC/MPE/A.Finoguenov et al.); Radio (NSF/NRAO/VLA/ESO/R.A.Laing et al); Optical (SDSS)

Je známo, že mezihvězdné plyny se mohou zformovat v nové hvězdy jen v případě, že plyn je dostatečně chladný. Pozorované ohřívání je mocné a astronom Alexis Finoguenov přirovnává centrální černou díru k  lidskému srdci pravidelně pumpujícímu a dodávajícímu vitální horkou energii, jež dovoluje galaxii udržovat její křehkou rovnováhu.  Tyto poznatky prakticky objasňují desetiletí trvající záhadu velkého množství horkých plynů vyskytujícího se v okolí některých galaxií. Horké plyny neunikly pozorování rentgenových teleskopů, ale jejich existence zůstávala až dosud bez vysvětlení. Teoreticky totiž měly již dávno zchladnout a měly se z nich zformovat hvězdy. Nyní se ukázalo, že na vině, že k tomu nedošlo, jsou černé díry a jejich oteplovací mechanismus, kterým galaxie ohřívají.  Černé díry dodávají dostatek energie aby zpomalily formování nových hvězd. Jejich energetická pulzace se zdá být pravidelná a nejedná se tedy jen o jakési občasné výbuchy. Pravidelnost tohoto jevu je pravděpodobná, ale zatím je jen spekulací odvozenou na základě simulací. Přímý důkaz chybí. 


Bubliny, kterými černá díra zásobuje své okolí energií se formují jedna v druhé. Mělo by jít o děj připomínající neustále se tvořící ruské matrjošky. Jakmile se bublina jednou vytvoří, rozpíná se nadzvukovou rychlostí, praská. Mezitím se vytvoří nová a tak to pokračuje stále dokola. Energie se tak šíří do okolí ve vlnách a přispívá k ohřevu okolního mezihvězdného prostoru. Koncentruje se do středu galaxie. Na směru šíření energie kolmém ke směru putujících bublin se pravděpodobně podílí interference, ke které dochází na vlnách rozpínajících se bublin. Tyto závěry vyplývají z dvourozměrné simulace jejímž základem jsou data rentgenového záření vysílaného excitovanými plyny.  Že k takovým dějům skutečně dochází dokládají pozorování horkých plynů u starých galaxií, jež rovněž pořídil rentgenový dalekohled observatoře Chandra. Popsaný jev také znamená, že černá díra mladé galaxie M84 je setrvale aktivní.

 

Pramen: Finoguenov et al. In‐Depth Chandra Study of the AGN Feedback in Virgo Elliptical Galaxy M84. The Astrophysical Journal, 2008; 686 (2): 911 DOI: 10.1086/591662
University of Michigan

 

Datum: 20.11.2008 06:52
Tisk článku

Pekelná díra - Herbert Brian, Anderson Kevin J.,
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 79 Kč
cena: 70 Kč
Pekelná díra
Herbert Brian, Anderson Kevin J.,


Diskuze:

Re: hmotnost

Michal Hanko,2008-11-23 17:35:43

jj, o tomhle jsem taky četl. Četl jsem, že černá díra vzniklá kolapsem hvězdy by neměla být těžší než cca 10 Sluncí. Že prostě příliš hmotná hvězda ztrácí v posledním stadiu svého života materiál hodně rychle a od určité velikosti kolabující hvězdy snad dokonce platí, že hmotnější hvězda => menší výsledná černá díra.

Tohle se ale, pokud vím, týká jen vzniku černých děr "standardní cestou", tzn. kolapsem hvězdy. Černé díry ale mohou vznikat i všelijak jinak, např. při vzniku vesmíru, a nebo splynutím dvou (a nebo více, či dokonce mnohem více) menších černých děr. V těchto případech asi vzniku extrémně hmotných černých děr nic ve standardním kosmologickém modelu nebrání... nebo ano?

Odpovědět

Nechápu

Michal Hanko,2008-11-22 11:26:27

proč by to mělo znamenat konec teorie velkého třesku? Nechápu, proč by to vůbec měla být (byť i jen) indicie proti této teorii...

Mimochodem, černá díra v jádru naší galaxie má hmotnost cca 2,5-3 miliony sluncí. Není ten údaj o miliardách hmotností sluncí nějak popletený? Jen se ptám, ...

Odpovědět


hmotnost

Josef Pazdera,2008-11-22 21:59:22

Otázka, do jakých hmotností mohou černé díry narůst je zajímavá a odpověď by si zasloužila celý článek. Jedna z posledních prací z pera dvou astronomů (Priya Natarajan a Ezequiel Treister) práce vyšla letos v Royal Astronomical Society. Podle ní je u celé řady z děr hmotnost v rozmezí 5 – 50 miliard sluncí a to má být “střízlivý” odhad. Jedna z dobře velmi hmotných dokumentovaných černých děr je například v galaxii OJ 287, kde vznikla taková díra ze dvou děr okolo sebe rotujících, kdy jedna, ta větší, snědla tu druhou. Její hmotnost se nyní odhaduje na 18 miliard hmotností sluncí. Podle některých dalších astronomů na sebe odhalení ještě větších černých děr nenechá dlouho čekat.

Odpovědět


hmotnost černých děr

Stanislav Brabec,2008-11-24 22:24:25

U mladších galaxií tak těžké černé díry nevznikají, a dokonce se zdá, že mezi hmotností galaxie a centrální černé díry existuje úměra. U galaxií, které vznikly v první třetině existence vesmíru je však tomu jinak, a zde hmotnost centrální černé díry může dosahovat miliard Sluncí. Samozřejmě, že pak se podobné jevy lépe pozorují. Nicméně je pravděpodobné, že i v naší galaxii podobné bubliny vznikají.

Více najdete třeba v seriálu Žeň objevů na http://www.ian.cz/

Odpovědět

diky za tenhle clanek,

Zdena Galajdova1,2008-11-20 17:35:22

nejsem sice zadny fyzik, ale zajima me svet kde zijeme a samozrejme take vesmir a deje v nem.... cerne diry jsem nikdy nechapala, protoze se mi zdaly hrozive a smysluproste.... a ted to najedenou zapada do sebe -cele to deni. Ackoliv je to zatim jen hypoteza, zni to nesmirne logicky ....
Navic - jako naprosty laik ( a klidne se zasmejte)- se tech hrozivych der uz najednou tak nebojim :-))) maji svoje misto, svuj ukol a patri k tomu vsemu kolem nas. Dekuji za tenhle clanek a srozumitelnou formu podani.

Odpovědět

Konec Velkého třesku?

Pavel Lašák,2008-11-20 13:25:03

Aby nám z toho nakonec nevylezl konec tolik hýčkaného Velkého třesku.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace