Astronomům se poprvé podařilo zachytit černou díru se silným výtryskem

Většina galaxií ukrývá ve svém středu supermasivní černou díru. Zatímco černé díry jsou známé tím, že pohlcují hmotu ve svém bezprostředním okolí, mohou také vypouštět silné výtrysky hmoty, které sahají až za hranice galaxií, v nichž se nachází. Jak černé díry vytváří tyto obrovské výtrysky je pro vědce zatím tajemstvím. „Víme, že výtrysky vychází z okolí černých děr,“ říká Ru-Sen Lu z Astronomické observatoře v Šanghaji v Číně, „stále ale plně nerozumíme tomu, jak se to děje. Abychom to mohli přímo studovat, potřebujeme pozorovat výtrysk co nejblíže černé díře.“

Nově zveřejněný snímek poprvé ukazuje, jak se spodní část výtrysku spojuje s hmotou vířící kolem supermasivní černé díry. Pozorovaným objektem je galaxie M87, která se nachází ve vzdálenosti 55 milionů světelných let v našem vesmírném sousedství a je domovem černé díry 6,5miliardkrát hmotnější než Slunce. Při předchozích pozorováních se podařilo zobrazit oblast v blízkosti černé díry a výtrysk odděleně. „Tento nový snímek nám poskytuje ucelený pohled na tuto problematiku tím, že zobrazuje oblast kolem černé díry a výtrysk současně,“ dodává Jae-Young Kim z Kyungpook National University v Jižní Koreji a Max Planck Institute for Radio Astronomy v Německu.

Virtuální superteleskop

Snímek byl pořízen pomocí dalekohledů GMVA, ALMA a GLT, které dohromady tvoří celosvětovou síť radioteleskopů sloužících jako virtuální dalekohled o velikosti Země. Takto rozsáhlá síť dokáže rozeznat velmi malé detaily v oblasti kolem černé díry M87.

Snímek zachycující výtrysk a stín černé díry ve středu galaxie M87. (foto: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), CC BY 4.0)

Nový snímek ukazuje výtrysk vznikající v blízkosti černé díry a také to, co vědci nazývají stín černé díry. Jak hmota obíhá kolem černé díry, zahřívá se a vyzařuje světlo. Černá díra ohýbá a zachycuje část tohoto světla, čímž vytváří prstencovou strukturu kolem černé díry při pohledu ze Země. Temná část ve středu prstence je stín černé díry, který byl poprvé zobrazen dalekohledem Event Horizon Telescope (EHT) v roce 2017.

TIP: Kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie krouží bublina plynu

Velikost prstence pozorovaného sítí GMVA je zhruba o 50 % větší ve srovnání se snímkem z Event Horizon Telescope. „Abychom pochopili fyzikální původ toho, proč je prstenec větší a silnější, museli jsme pomocí počítačových simulací otestovat různé scénáře,“ vysvětluje Keiichi Asada z Academia Sinica na Tchaj-wanu. Výsledky naznačují, že nový snímek odhaluje více materiálu padajícího směrem k černé díře, než kolik ho bylo možné pozorovat pomocí EHT.