Naše Galaxie > Černá díra ve středu Galaxie

Černá díra ve středu Galaxie

Ve středu naší Galaxie se s vysokou pravděpodobností nachází černá díra o  hmotnosti více jak 2 milióny Sluncí. Tento závěr, kdysi jen kontroverzní tvrzení, je nyní zdánlivě nevyhnutelný a zakládá se na pozorováních hvězd, které obíhají velice blízko galaktického středu.

Deset let pečlivého měření bylo korunováno sérií unikátních snímků získaný pomocí NAOS-NACO zařízením na 8,2m dalekohledu VLT Yepun na observatoři ESO Paranal.

Záběr
Na tomto snímku je záběr dalekohledu o průměru 8,2m pokřtěného jménem Yepun, jenž se leskne v záři zapadajícího Slunce. Dne 3. září 2000 došlo k  prvnímu úspěšnému pořízení snímku z tohoto dalekohledu a tak se Yepun zařadil jako čtvrtá a poslední jednotka Velmi velkého dalekohledu (Very Large Telescope – VLT) Evropské jižní observatoře. Konečně se může světlo z ostatních tří 8,2m dalekohledů (Antu, Kueyen a Melipal) kombinovat s Yepunovým a tak se dosáhne efektivní apertury 16,4 metrů, což znamená největší světový optický dalekohled. Budova v popředí je horní část podúrovňové interferometrické laboratoře.

Astronomové trpělivě sledovali dráhu hvězdy označené „S2“, když se v průběhu letošního roku přiblížila na vzdálenost asi 17 světelných hodin od středu Galaxie (17 světelných hodin je pouze asi trojnásobek poloměru dráhy Pluta). Hvězda se přitom pohybovala rychlostí minimálně 5000 km.s-1.

Následující hloubkový snímek v blízkém infračerveném světle (vlnové délky mezi 1,6 µm až 3,5 µm) z NACO ukazuje v Galaxii přeplněné vnitřní 2 světelné roky s přesnou polohou galaktického středu označeného šipkou. Vzhledem ke schopnosti NACO sledovat hvězdy tak blízko galaktického středu lze přesně měřit hmotnost černé díry a možná dokonce provést i bezprecedentní test Einsteinovy teorie gravitace, jelikož astronomové pozorují oběžnou dráhu hvězdy kolem superhmotné černé díry.

Infračervený snímek
Infračervený snímek středu naší Galaxie. Vlnové délky se pohybují v intervalu mezi 1,6 µm až 3,5 µm. Kompaktní objekty jsou hvězdy a jejich barvy označují jejich teplotu (modrá = „horké“, červené = „chladné“). Nachází se zde i difúzní infračervené záření z mezihvězdného prachu mezi hvězdy. Dvě žluté šipky naznačují pozici kandidáta na černou díru, „SgrA*“, ve středu naší Galaxie. Současně je zobrazeno měřítko snímku, 1 světelný rok odpovídá 8 úhlovým vteřinám na obloze.

Předchozí měření rychlosti hvězd v blízkosti centra Galaxie a proměnného rentgenového záření z této oblasti ukázala zatím nejsilnější důkaz o existenci černé díry. Toto zjištění podporuje teorii, že v jádrech ostatních galaxií se také nacházejí černé díry.

Infračervený snímek
Infračervený snímek zobrazuje oblast o rozměrech ~ 2 x 2 úhlové vteřiny, který se soustřeďuje na polohu kompaktního rádiového zdroje „SgrA*“ ve středu naší Galaxie, je označen malým křížkem. Snímek byl získán v Ks-pásmu na vlnové délce 2,1 µm v květnu 2002 a jeho úhlové rozlišení (ostrost snímku) je okolo 0,060 úhlové vteřiny. V přibližně stejnou dobu se hvězda označovaná jako „S2“ dostala do vzdálenosti 0,015 uhlových vteřin od rádiového zdroje. Podle vzdálenosti středu Galaxie, 1 úhlová vteřina odpovídá 46 světelným dnům, srovnávací linka je dlouhá 20 světelných dnů (0,44 úhlové vteřiny).

V práci publikované v prestižním časopisu Nature 17. října 2002 podává tým zprávu o jejich vzrušujících výsledcích. Na dalším snímku je možné sledovat dvě třetiny dráhy hvězdy označené „S2“, jedná se v současnosti o nejbližší pozorovatelnou hvězdou u kompaktního rádiového zdroje a kandidáta na černou díru „Sgr A“ (Sagittarius A) velmi blízko u centra naší Galaxie.

Pohyb hvězdy
Na tomto snímku jsou v levé části označeny „SgrA*“ a „S2“. V pravé části se nachází oběžná dráha hvězdy „S2“, tak jak bylo pozorováno mezi roky 1992 a 2000 vztaženo relativně k SgrA* (označeno kroužkem). Polohy S2 v různých epochách jsou v každém bodě označené křížkem s datem (vyjádřeno ve zlomku roku). Velikost křížků udává chybu měření. Vyznačená křivka je nejvhodnější eliptická oběžná dráha – v jednom ohnisku se nachází SgrA*.

Spojením infračervených snímků s velmi přesnými rádiovými měřeními byl tým schopen v průběhu deseti let určit velmi přesné pozice přibližně tisíce hvězd v okolí kompaktního rádiového zdroje Sgr A.

Při porovnání posledních snímků NACO s analýzou z května 2002, nemohli jsme věřit svým očím. Hvězda „S2“, která je nyní nejblíže zdroji Sgr A velmi rychle změnila polohu. „Uvědomili jsme si, že právě sledujeme pohyb hvězdy, která se na své oběžné dráze okolo centrální černé díry velmi těsně přiblížila k tomuto tajemnému objektu“, uvedl Thomass Ott, jeden z výzkumníků.

Animace Animace
Po kliknutí se zobrazí animace, která byla vytvořena Max-Planckovo společností a která ukazuje zpozorovaný pohyb hvězdy S2 a dalších hvězd v této oblasti. Jsou k dispozici dvě verze – animovaný GIF obrázek a animace ve formátu MPEG.

Vzhledem k precizní analýze uvedené v časopise Nature jsou ostatní uspořádání v  centru naší Galaxie vyloučeny – možným zůstává pouze hypotetická hvězda z těžkých elementárních částic zvaných bosony – ta se chová velmi podobně jako černá díra. „I když je takováto hvězda může teoreticky existovat, velmi rychle by zkolabovala na supermasivní černou díru“, uvedl Reinhard Genzel.

Stránka byla naposledy editována 15. ledna 2010 v 19:41.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 14047krát.

Vytištěno ze stránky projektu Galaxie (astronomia.zcu.cz/objekty/nase/2235-cerna-dira-ve-stredu-galaxie)
Nahrávám...