Zvětšit obrázek

Fermiho bubliny. Kredit: NASAs Goddard Space Flight Center.

Na OSLU se obvykle rozplýváme nad naší domácí supermasivní černou dírou, že je nebezpečná asi jako naštvaný plyšový medvídek. Je sice ohromující svojí hmotou 4,1 milionu Sluncí a její gravitační síla je nepochybně drtivá, přesto ale připomíná líného chlupáče uprostřed zimního spánku, který tak maximálně škytne trochu tvrdého záření, když mimoděk spolkne asteroid, cár mezihvězdného plynu nebo něco podobně vzrušujícího. Jenže, zdání nejspíš klame. Od chvíle, kdy vesmírný gamateleskop Fermi objevil dvě ohromné bubliny horkého plynu, tedy Fermiho bubliny, které vyvěrají z jádra Mléční dráhy a intenzivně žhnou gama zářením, se odborníci dívají na supermasivní černou díru v Mléčné dráze s větším respektem. Jak velkou šelmu asi ukrývá? A jak moc dokáže zařvat, když na to přijde?

Zvětšit obrázek

Andrew Fox. Kredit: STSI.

Postupně se hromadí důkazy, že si naše galaktické jádro doopravdy zařvalo, zhruba před 2 miliony let. Vše nasvědčuje tomu, že v době, kdy v Africe běhali australopitéci a lidé typu Homo erectus, zaburácela galaktickým jádrem vpravdě titánská exploze, která vyvrhla hmotu rychlostí přes 3 miliony kilometrů za hodinu. Od té doby uplynuly 2 miliony let a my teď pozorujeme obrovité Fermiho bubliny, každou z nich se rozprostírající v délce 30 tisíc světelných let. Navzdory své velikosti jsou ale Fermiho bubliny se současnými přístroji jen obtížně pozorovatelné a vědci jsou nuceni vymýšlet velmi důmyslné triky k tomu, aby se o nich dozvěděli něco víc.

Zvětšit obrázek

Jak analyzovat Fermiho bublinu kvasarem. Kredit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Udělali to i Andrew Fox ze Space Telescope Science Institute (STSI) v Baltimore a jeho kolegové, kteří za tím účelem využili služeb Hubbleova vesmírného dalekohledu. S pomocí jeho přístrojů poprvé určili rychlost a složení materiálu, který vytváří Fermiho bubliny. V současné době vypočítávají hmotnost tehdy vyvrženého materiálu a doufají, že si z několika navržených scénářů vzniku bublin vyberou ten pravý. V podstatě jde o to, jestli materiál Fermiho bublin vyvrhla ze svého bezprostředního okolí supermasivní černá díra, například při pozření skupiny hvězd anebo jestli explozi odpálila lavina překotného tvoření úžasně masivních hvězd v širším okolí supermasivní černé díry.

Fox a spol. použili spektrograf COS (Cosmic Origins Spectrograph) na palubě Hubbleova vesmírného dalekohledu a s jeho pomocí analyzovali ultrafialové záření jednoho kvasaru ze vzdáleného vesmíru, který příznivou shodou okolností pozorujeme přímo za bází severní Fermiho bubliny. Záření tohoto šťastného kvasaru tudíž prochází skrz nejzajímavější, tedy spodní část Fermiho bubliny a vědci z něj mohou vyčíst informaci o rychlosti pohybu, teplotě a také složení rozpínajícího se plynu uvnitř bubliny. Něco takového prý lze udělat právě jenom se spektrografem COS.

Zvětšit obrázek

Spektrograf COS před odletem na oběžnou dráhu (2008). Kredit: NASA

Analýza záření kvasaru ukázala, že se plyn uvnitř bubliny pohybuje závratnou rychlostí přes 3 miliony kilometrů za hodinu. Zároveň vyšlo najevo, že tento plyn obsahuje křemík, uhlík a hliník a že byl tedy očividně obohacen materiálem vytvořeným v nitru umírajících hvězd. Fox a spol. také změřili teplotu plynu v místě, kudy bublinou prochází záření dotyčného kvasaru a dospěli k poměrně překvapivým necelým 10 tisícům stupňů Celsia. Teplotu většiny plynu ve Fermiho bublinách přitom odhadují kolem 10 milionů stupňů Celsia. Fox se domnívá, že snad změřili mezihvězdný plyn Mléčné dráhy, zrovna strhávaný šíleným proudem horkého plynu bubliny.

Studie, která se objeví v časopisu Astrophysical Journal Letters, vlastně představuje první várku výsledků mnohem velkorysejšího výzkumu záření celkem 20 různých kvasarů, které leží za různými oblastmi Fermiho bublin nebo jejich bezprostředního okolí. Až vědci dají dohromady všechna měření, měli by být schopni určit, kolik hmoty Fermiho bubliny zahrnují a jak asi mohly vzniknout.

Ať už se ale Fermiho bubliny objevily tak či onak, je docela dobře možné, že jde o fenomén, který se často opakuje. Kdyby ne, tak by byla veliká náhoda, že je zrovna pozorujeme a Fox s dalšími odborníky tomu podle všeho nevěří. Fermiho bubliny jsou totiž ve srovnání s galaxiemi nejspíš velmi krátkověké. Fox a spol. se už nechali slyšet, že budou pátrat po stopách předešlých explozí z oblasti galaktického jádra, opět pomocí analýzy záření vhodně umístěných kvasarů. Pak se ukáže, nakolik naštvaným plyšovým medvídkem naše galaktické jádro vlastně je.

Video:  The Gaseous Universe. Kredit: HST.

Literatura

NASA Goddard HST News 5. 1. 2015, Wikipedia (Fermi Gamma-ray Space Telescope).