O hvězdě s nejkratší oběžnou periodou kolem supermasivní černé díry Sgr A*  
Čtveřice astronomů z Univerzity v Kolíně nad Rýnem, Ústavu Maxe Plancka v Bonnu a brněnské Masarykovy univerzity zveřejnila údaje o nově objevené hvězdě, která supermasivní černou díru v centru Galaxie obíhá v nejkratší doposud naměřené době.

První snímek supermasivní černé díry Sgr A* v centru naší Galaxie. Je výsledkem propojení osmi stávajících radioteleskopů na celé planetě do jednoho virtuálního dalekohledu "velikosti Země"- dalekohledu Event Horizon Telescope (EHT). Snímek zachycuje světlo ohnuté silnou gravitací černé díry, která je čtyř milionkrát hmotnější než naše Slunce. Snímek černé díry Sgr A* je průměrem různých snímků, které EHT Collaboration získala ze svých pozorování v roce 2017.  Kredit: EHT Collaboration, CC 4.0   https://en.wikipedia.org/wiki/Event_Horizon_Telescope
První snímek supermasivní černé díry Sgr A* v centru naší Galaxie. Je výsledkem propojení osmi stávajících radioteleskopů na celé planetě do jednoho virtuálního dalekohledu "velikosti Země"- dalekohledu Event Horizon Telescope (EHT). Kredit: EHT Collaboration, CC 4.0

Předevčírem, 5. 7., zveřejnila Univerzita v Kolíně nad Rýnem mediální zprávu, kterou převzaly mnohé zahraniční stránky s novinkami z vědy. Naše čtenáře upoutá již první větou: „Vědci z Kolínské univerzity a Masarykovy univerzity v Brně objevili nejrychlejší známou hvězdu, která se pohybuje kolem černé díry v nejkratším čase“. Odborný článek zveřejnil časopis The Astrophysical Journal. Trojici německých autorů z již zmíněné Kolínské univerzity a v Bonnu sídlícího Ústavu Maxe Plancka pro radioastronomii doplňuje čtvrtý člen týmu, Michal Zajaček z Katedry teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.

 

Simulace některých oběžných drah hvězd S obíhajících supermasivní černou díru Sgr A* v centru Mléčné dráhy  Kredit: ESO / L. Calçada, CC BY 4.0 ESO/L. Calçada, CC BY 4.0 Wikimedia Commons
Simulace některých oběžných drah hvězd S obíhajících supermasivní černou díru Sgr A* v centru Mléčné dráhy Kredit: ESO / L. Calçada, CC BY 4.0 Wikimedia Commons

Rychle se zdokonalující analytické metody umožnily astronomům v záznamech z téměř 20letého pozorování centrální oblasti naší Galaxie odhalit hvězdu, která kolem galaktické supermasivní černé díry oběhne jednou za 4 roky. Jak krátká doba to je, si lépe uvědomíme, když ji dáme do souvislosti s dalšími údaji. Černá díra Sagittarius A* (zkratka Sgr A*) sídlí z našeho pohledu směrem souhvězdí Střelce (lat. Sagittarius) v centru Mléčné dráhy asi 27 tisíc světelných let daleko. Hmotností se vyrovná 4 milionům 154 tisícům našich Sluncí zkomprimovaných do objemu o průměru necelých 25 milionů kilometrů (průměr horizotntu událostí). Pro porovnání  střední průměr Slunce je 1,392 mil. km.


Pozorování hvězdy S4716 v roce 2020 pomocí infračerveného spektrografu OSIRIS na havajském dalekohledu Keck II Kredit: Florian Peißker et al 2022 ApJ 933 49
Pozorování hvězdy S4716 v roce 2020 pomocí infračerveného spektrografu OSIRIS na havajském dalekohledu Keck II Kredit: Florian Peißker et al 2022 ApJ 933 49

 

Hvězda, která podle nové studie kolem černé díry Sgr A* oběhne za nejkratší doposud pozorovanou dobu – 4 roky, nese označení S4716. Její hmotnost je odhadována na přibližně 4násobek hmotnosti Slunce. Na své eliptické oběžné dráze se k černé díře Sgr A* přiblíží na vzdálenost 100násobku průměrné vzdálenosti Země – Slunce (100 AU), tedy necelých 15 miliard km. Tímto k černé díře nejbližším bodem – pericentrem – profrčí rychlostí až 8000 km za sekundu.

 

RNDr. Michal Zajaček, PhD., Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. Zabývá se výzkumem galaktického centra a aktivních galaktických jader, analýzou dat v rádiové a infračervené oblasti elektromagnetického spektra, vývojem modelů a simulací pro interpretaci pozorovaných dat. Kredit: Česká astronomická společnost.
RNDr. Michal Zajaček, PhD., Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. Zabývá se výzkumem galaktického centra a aktivních galaktických jader, analýzou dat v rádiové a infračervené oblasti elektromagnetického spektra, vývojem modelů a simulací pro interpretaci pozorovaných dat. Kredit: Česká astronomická společnost.

V souladu s Keplerovými zákony pak tato rychlost  klesá, jak se hvězda vzdaluje od obíhaného tělesa. Apocentrem, tedy nejvzdálenějším bodem orbity prolétá rychlostí "jenom" něco přes 1100 km/s. Tehdy je od Sgr A* vzdálena téměř 106 miliard km (706 AU). V měřítku rychlosti světla klesá oběžná rychlost hvězdy S4716 z 2,65 % (v pericentru) na 0,37 % (v apocentru) rychlosti světla.

 


Přes tyto, pro nás nepředstavitelné hodnoty, hvězdě S4716 nepatří jiná prvenství v lokální galaktické soutěži, jenom to v kategorii nejkratší oběžná doba. Patří totiž do relativně malé hvězdokupy mezi astronomy známé jako S-stars, což je více než 100členné seskupení vesměs rychlých hvězd obíhajících po výrazně eliptických drahách naši galaktickou centrální černou díru Sgr A*. Před dvěma lety téměř stejný autorský tým, jehož členem i tenkrát byl Michal Zajaček, zveřejnil studii oznamující objev 5 nových S-hvězd. Mezi nimi byla i hvězda S4714, která se na své oběžné dráze přiblíží k Sgr A* na necelých 13 astronomických jednotek, tedy asi 1,9 miliardy km. (Pro porovnání: je to téměř o třetinu méně, než je vzdálenost Slunce – Uran v periheliu). V pericentru S4714 uhání neuvěřitelnou rychlostí až 8 % rychlosti světla – asi 24 tisíc km za sekundu! Celou svou extrémně excentrickou dráhu (e = 0,985) oběhne za 12 let, přičemž její rychlost klesá s rostoucí vzdáleností od černé díry.


Výzkum S-hvězd v srdci Mléčné dráhy není jednoduchý ani samoúčelný. Získané parametry pomáhají odhalovat tajemství černé díry Sgr A* a procesů, které v jejím dynamickém okolí probíhají. Obraz Hvězdokupy S, který vědcům poskytují výkonné teleskopy, jakým je i evropský Velmi velký dalekohled (Very Large Telescope) na čilské hoře Cerro Paranal, je výsledkem dramatických dějů a vzájemných gravitačních interakcí mezi tělesy. Důkazem je i krátká, 4letá oběžná doba nově objevené hvězdy S4716. „Krátkoperiodická kompaktní dráha S4716 je poměrně záhadná," vysvětluje astrofyzik Michal Zajaček. "V blízkosti černé díry nemohou hvězdy vznikat tak snadno. S4716 se musela pohybovat směrem dovnitř, například prostřednictvím řady přiblížení k jiným hvězdám a objektům hvězdokupy, což způsobilo, že se její dráha výrazně zmenšila."

 

Video: Rozhovory o vesmíru, 6. díl - Centrum naší Galaxie

Debatují: Mgr. Samuel Kováčik, Ph.D. (Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity v Brně, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Univerzita Komenského v Bratislavě), doc. Mgr. Norbert Werner, Ph.D. (Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity v Brně), RNDr. Michal Zajaček, Ph.D. (Centrum teoretické fyziky PAN, Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity v Brně (PřF MU 29.3.2021)

 

Literatura: Universität zu Köln; The Astrophysical Journal (článek je volně dostupný)

Datum: 07.07.2022
Tisk článku

Související články:

Vznik zatím nejtěžší černé díry pozorovaný pomocí gravitačních vln     Autor: Vladimír Wagner (03.09.2020)
Tajemné blýskání černých děr     Autor: Dagmar Gregorová (08.02.2022)
Ulovena první osamocená černá díra     Autor: Dagmar Gregorová (13.02.2022)
Rychle rostoucí supermasivní černá díra "sežere" 1 Zemi za sekundu     Autor: Stanislav Mihulka (16.06.2022)



Diskuze:

Hádejte

Andrea Hladulova,2022-07-07 06:42:09

Proč jsme nikdy nepozorovali žádný objekt v okolí tohoto kvasaru, který by byl pohlcen, nevidíme
ani žádný akreční disk, proč Chandra naopak pozoruje masivní oblak vyvrženého plynu společně s mladými hvězdami v okolí, jako je tato nově objevená, zmiňovaná v článku? Proč u těchto kvasarů v centrech galaxií pozorujeme podivné neodpovídající rudé posuvy a dalších nespočet prapodivných anomálií, neodpovídající standartním vlastnostem masivních černých děr? Co když je Saggitarius A naopak BÍLÁ díra, a veškerá galaktická hmota nepadá směrem k ní, ale naopak z ní postupně spirálovitě uniká, podobně jako voda ze zahradního otočného roztřikovače? :)) A jednotlivé Hubbleovy podklasifikace eliptických, spirálních, a čočkových galaxií,jsou vlastně galaxie v různých stádiích vývoje a odlišného stáří, od doby, kdy bylo vyvrženo jen malé množství hmoty (Sc, Sbc typy..) až po velké (Sa, SBa..:))

Odpovědět


Re: Hádejte

Dagmar Gregorová,2022-07-07 07:14:02

Zkusím tedy hádat: objevila jste zdroj "alternativní" fyziky (?)
Než ale bezvýhradně uvěříte něčemu "alternativnímu", zkuste dobře porozumět tomu "tradičnímu", (alespoň v přírodních vědách). Tedy porozumět poznatkům, jež velice, velice chytří a nejednou geniální lidé shromažďovali a důkazy potvrzovali po mnoho generací. Jenom dobré pochopení toho, co současná "oficiální" fyzika tvrdí a proč, umožňuje něco smysluplně zpochybňovat a svůj nesouhlas opřít o důkazy.
Případně uveďte zdroj informací, které uvádíte.
To, že z polárních oblastí černé díry tryská hmota není důkaz, že vše je jinak. Ta hmota totiž nepochází z vnitřka černé díry, ale z okolního akrečního disku... Představa, že veškerá hmota do vesmíru proudí z nějakých tajemných objektů (bílých děr), je hodně "netradiční" (jestli jsem zachytila správný konec nitě Vaší hádanky).

Odpovědět


Re: Re: Hádejte

Max Karas,2022-07-07 11:08:52

Tak vše také může být otázka měřítka, jak časového, tak i rozměrového. Nikdo nemůže vyloučit, že naše škála z pohledu někoho jiného neodpovídá našemu pohledu třeba na fotony. A že třeba celý náš vesmír s tím, co známe, není jen nějakou stavební jednotkou typu atom něčeho mnohem většího. Představte si, jak by asi probíhal výzkum a život třeba na nějakém elektronu, pokud by ten byl z pohledu jeho obyvatel planetou jako naše Země a vnímali časové měřítko stejně jako my, tedy jeden život cca 50-80 oběhů kolem jádra. A pak si představte, jak by asi vnímali "vesmír", pokud by se ocitli v nafukovacím balonku, které by si nějaké dítě právě začalo nafukovat :-) Velký třesk, jedna díra ze které by vše tryskalo, rychlost by samozřejmě vnímali jinak, než to dítě. Takže jo, výzkum je zajímavý, ale vždy bude limitován naším vnímáním času a prostoru.

Odpovědět


Re: Re: Re: Hádejte

Dagmar Gregorová,2022-07-07 13:07:51

Asi mám špatný den, protože této Vaší "alternativní" filozofii (konstrukcím) nerozumím ani za mák. Jestli jste "poskládán" z buněk, tak přece nemůžete být součásti 2D prostoru... principiálně nemůže existovat život a výzkum "na nějakém elektronu"... atď...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Hádejte

Max Karas,2022-07-07 15:55:39

A proč ne? Samozřejmě že to nemůže existovat dle našich měřítek, ale to je právě to omezení, o kterém jsem psal. Můžete vyloučit, že někde není něco, pro co jsme pod rozlišovací schopností, nebo naopak že je někde něco, co je pod rozlišovací schopností naší?

Odpovědět


Re: Re: Re: Hádejte

D@1imi1 Hrušk@,2022-07-07 13:12:19

Hmm také je možné, že se celý svět odehrává pouze ve Vaší hlavě. Možná ležíte 40 let někde v kómatu a stvořením tohoto světa si jen zpestřujete jinak nudnou existenci. A já jsem jen jedna z Vašich mnohých myšlenek :))

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Hádejte

Max Karas,2022-07-07 15:59:54

A nebo obráceně :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Hádejte

David Pešek,2022-07-07 15:17:50

a to ještě ve svých teoriích zapomínáte na obří špagetovou příšeru..

ale otázkou zůstává jak se taková hvězda na takovouhle orbitu dostane a co to s ní asi provádí pohybujeli se v apocentru, nejspíš nějaká interakce s jinou hvězdou či objektem ji poslala takhle nízko, od jaké škály tedy nesedí výpočty drah že se zavádí větší gravitace než je předpovídána? může mít s-hvězda planety? třeba je to jen "katapult" robotizované civilizace co roznáší rna do periferií galaxie.. nebydlí tam Ježíš?

Odpovědět


Re: Re: Hádejte

Jan Turoň,2022-07-08 23:41:55

Dnes ukotvené pojmy "černá díra" či "velký třesk" měly původně také posměšný kontext a nejeden konzervativní "velice, velice chytrý člověk" se autorům myšlenek mimo vlastní paradigma vysmíval. Nevidím nic, co by v názoru o bílých dírách měla sekat Occhamova břitva. Není to o nic divočejší než "temná energie" a další psychedelické představy teoretiků, kteří jen dovedou své myšlenky zakódovat do institucemi přijímaných hesel a dogmat, které jsou ale jen zástupné symboly pojmu "nevím". Před pár stoletími by vám zástupci vzdělanosti odpověděli podobně: "Jenom dobré pochopení toho, co současná oficiální církev tvrdí a proč, umožňuje něco smysluplně zpochybňovat a svůj nesouhlas opřít o víru." Pokud bude pokračovat globalizace, racionální diskurz budou brzy určovat ekonomové ve stylu "pokud pro ten Higgsův boson nenajdete do 14 dnů uplatnění, shánějte si jiné mecenáše". Kdybychom se tímto řídili, dávno máme základny na Měsíci, levnou dopravu na orbitu a energie zdarma. "Získané parametry pomáhají odhalovat tajemství černé díry Sgr A* a procesů, které v jejím dynamickém okolí probíhají"? Nezajímavé, to nám v dohledné budoucnosti žádný zisk nepřinese. Berte to jako nulovou hypotézu a pokuste se dokázat opak. Pozor na Occhamovu břitvu a máte na to 14 dní, protože čas jsou peníze. Důkaz samotný je ale nedostatečný, je třeba předložit také obchodní model, bez něhož je každá myšlenka jen fantazírování a plýtvání zdroji. (Jste moje nejoblíbenější autorka na Oslu, čtu všechny vaše články, přeju hodně tvůrčích sil a pohody.)

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








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